Question

實驗室現有NaOH固體、蒸餾水、石灰石和稀鹽酸等化學藥品，某化學課外活動小組欲制備33.0 g較純凈的NaHCO₃。有關物質在20 ℃時的溶解度如下表，試完成下列問題：

物質名稱	溶解度/g
NaOH	110
Na2CO3	30
NaHCO3	9

                             

(1)用化學方程式表示其制備過程；

(2)若耗用100 g水需NaOH物質的量為____________ mol；

(3)簡述實驗操作過程；

(4)上述上圖為該實驗過程中的圖象，請在圖中標出A點，即當n(CO₂)∶n(NaOH)=2∶3，且n(CO₂)=0.250 mol 時的位置，并由此判斷此時所得鹽的組成，計算其物質的量。

Answer 1

(1)CaCO₃+2HCl====CaCl₂+H₂O+CO₂↑

NaOH+CO₂====NaHCO₃(或CO₂+2NaOH====Na₂CO₃+H₂O)

(2)0.5

(3)①稱量20 g NaOH固體置于一燒杯中，緩緩加入100 mL水，攪拌溶解，冷卻至室溫；②向上述NaOH溶液中通入由石灰石和稀鹽酸反應制取的CO₂至沉淀不再增加為止；③過濾，用濾紙吸干濾渣表面的水分。

(4)A點(0.250，0.375)如圖所示。所得鹽的組成為Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物，由n(CO₂)∶n(NaOH)=2∶3可寫出反應的總化學方程式：

   2CO₂+3NaOH====Na₂CO₃+NaHCO₃+H₂O

0.250 mol               0.125 mol  0.125 mol

即n(Na₂CO₃)=0.125 mol，n(NaHCO₃)=0.125 mol。

解析：(2)依據題意和溶解度表中信息，欲制備33.0 g NaHCO₃，若耗用100 g水，則產生NaHCO₃的質量應為100 g溶劑中溶解的溶質質量9 g與33.0 g之和，即為42.0 g。由

NaOH+CO₂====NaHCO₃

1 mol                    84 g

0.5 mol                 42 g

得n(NaOH)=0.5 mol，m(NaOH)=0.5 mol×40 g·mol^-1=20 g。