Question

將2.5克碳酸鈉．碳酸氫鈉和氫氧化鈉的固體混合物完全溶于水制成稀溶液，然后向該溶液中逐滴加入1mol/L鹽酸．所加入鹽酸溶液的體積與產生二氧化碳（標準狀況）的關系如圖所示．

（1）寫出OA段所發生反應的離子方程式：

 

．
（2）當加入35mL 鹽酸時，所產生的二氧化碳的體積（標準狀況）是

 

．
（3）計算原混合物中Na₂CO₃的質量分數．

 

．

Answer 1

考點：離子方程式的有關計算

專題：圖示題

分析：（1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，結合圖象可知，開始沒有二氧化碳氣體生成，則制成的稀溶液中的溶質為碳酸鈉和氫氧化鈉，則OA段先發生酸堿中和，再發生碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉與氯化鈉．
（2）結合圖象可知，當加入35mL鹽酸時，25～35mL發生碳酸氫鈉與鹽酸的反應生成二氧化碳氣體；
（3）由三種物質消耗酸的體積及三種物質的總質量來計算．

解答： 解：（1）據AB段分析，發生 NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，消耗鹽酸體積為（45-25）mL=20mL，那么之前 Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl消耗鹽酸體積為也20mL，而OA段鹽酸有25mL，所以2.5克碳酸鈉．碳酸氫鈉和氫氧化鈉的固體混合物完全溶于水制成稀溶液，溶質為碳酸鈉和氫氧化鈉．又由于OA段0～5mL先發生酸堿中和，其離子反應方程式為H⁺+OH^-═H₂O，再發生Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，其離子反應方程式為CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案為：H⁺+OH^-═H₂O；CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（2）結合圖象可知，當加入35mL鹽酸時，25～35mL發生碳酸氫鈉與鹽酸的反應生成二氧化碳氣體，
設生成二氧化碳的物質的量為n，生成氣體時消耗的酸的物質的量為（35-25）×10^-3L×1mol?L^-1=0.01mol，則
   HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
    1    1
 0.01mol  n
故n=0.01mol，標準狀況下其體積為0.01mol×22.4L/mol=0.224L，
故答案為：0.224L；
（3）設碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉的物質的量分別為x、y、z，則
①x+y=1mol/L×（0.045-0.025）L
②x+z=1mol/L×0.025L
③84g/mol?y+106g/mol?x+40g/mol?z=2.5g
聯立①②③式解得x=0.01mol，y=0.01mol，z=0.015mol
故NaOH的質量為0.015mol×40g/mol=0.6g，
Na₂CO₃的質量分數為

0.01mol×106g/mol

2.5g

=42.4%，
故答案為：碳酸鈉的質量分數為42.4%．

點評：本題考查學生利用圖象和發生的離子反應來分析解答問題，明確反應的先后順序及圖象中每段圖象對應的化學反應是解答本題的關鍵．