Question

9．某造紙廠排放的廢燒堿水（內含Na₂CO₃）流量是100mL•s^-1，為了測定廢水中燒堿的濃度，某環保小組取樣250mL廢燒堿水，稀釋10倍后再取50mL，平均分成2份，分別用0.1200mol•L^-1鹽酸滴定，第一份采用甲基橙作指示劑，耗去鹽酸24.20mL，第二份用酚酞作指示劑，耗去鹽酸17.40mL，試計算：廢燒堿水中NaOH和Na₂CO₃的物質的量濃度各是多少？（保留四位小數）

Answer 1

分析 第一份采用甲基橙作指示劑，終點為酸性，Na₂CO₃、NaOH均與HCl反應，而第二份用酚酞作指示劑，終點為堿性，NaOH與HCl反應，而Na₂CO₃與HCl反應生成NaHCO₃．設廢燒堿水中NaOH和Na₂CO₃的物質的量分別為xmol、ymol，根據方程式表示出消耗HCl的物質的量，再根據消耗HCl總量列方程計算，進而廢燒堿水中NaOH和Na₂CO₃的物質的量濃度．

解答 解：廢燒堿水中NaOH和Na₂CO₃的物質的量分別為xmol、ymol，
第一份采用甲基橙作指示劑，終點為酸性，Na₂CO₃、NaOH均與HCl反應，則：
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
xmol  xmol
Na₂CO₃+2HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O
ymol   2ymol
所以：xmol×$\frac{25}{2500}$+2y×$\frac{25}{2500}$=24.2×10^-3L×0.1200mol/L
而第二份用酚酞作指示劑，終點為堿性，而Na₂CO₃與HCl反應生成NaHCO₃，則：
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
xmol xmol
Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl+
ymol  ymol
所以：xmol×$\frac{25}{2500}$+y×$\frac{25}{2500}$=17.40×10^-3L×0.1200mol/L
聯立方程，解得：x=0.01272，y=0.00816
NaOH的物質的量濃度為$\frac{0.01272mol}{0.25L}$=0.0509mol/L，
Na₂CO₃的物質的量濃度為$\frac{0.00816mol}{0.25L}$=0.0326mol/L
答：NaOH的物質的量濃度為0.0509mol/L，Na₂CO₃的物質的量濃度為0.0326mol/L．

點評 本題考查有關滴定計算，關鍵是判斷酚酞作指示劑時碳酸鈉與HCl反應生成碳酸氫鈉，難度中等．