Question

18．現有以等物質的量混合的NaHCO₃和KHCO₃的混合物a g與100 mL鹽酸反應．（題中涉及的氣體體積以標準狀況計，填空時可以用帶字母的數學式表示，不必化簡）
（1）該混合物中NaHCO₃和KHCO₃的質量比為84：100或21：25．
（2）如果反應后鹽酸不足量，要計算生成CO₂的體積，還需知道鹽酸中HCl的物質的量濃度，理由是如果鹽酸不足量，應該以HCl的物質的量為計算標準，則必須知道鹽酸中HCl的物質的量濃度．
（3）若該混合物與鹽酸恰好完全反應，則鹽酸的物質的量濃度為$\frac{5a}{46}$mol/L
（4）若NaHCO₃和KHCO₃不是以等物質的量混合，則a g固體混合物與足量的鹽酸完全反應時，生成CO₂的體積（V）的取值范圍是$\frac{22.4a}{100}$L＜V（CO₂）＜$\frac{22.4a}{84}$L．

Answer 1

分析 已知a克混合物中NaHCO₃和KHCO₃的物質的量相等，設它們的物質的量為xmol，84x+100x=a，解得：x=$\frac{a}{184}$．
（1）因NaHC0₃和KHC0₃以等物質的量混合，二者質量比等于相對分子質量之比；
（2）若反應后碳酸鹽有剩余，鹽酸不足，要計算二氧化碳的體積，還需要知道鹽酸的濃度；
（3）根據碳酸氫鹽的物質的量計算鹽酸的物質的量，物質的量除以體積即得物質的量濃度；
（4）用端值法求解，假設a克全是NaHCO₃或KHC0₃全部是兩種情況進行計算．

解答 解：已知a克混合物中NaHCO₃和KHCO₃的物質的量相等，設它們的物質的量為xmol，84x+100x=a，解得：x=$\frac{a}{184}$．
（1）因NaHC0₃和KHC0₃以等物質的量混合，二者質量比等于相對分子質量之比，所以m（NaHCO₃）：m（KHCO₃）=84：100，
故答案為：84：100或21：25；
（2）若反應后碳酸鹽有剩余，鹽酸不足，要計算二氧化碳的體積，還需要知道鹽酸的濃度，
故答案為：鹽酸物質的量濃度；如果鹽酸不足量，應該以HCl的物質的量為計算標準，則必須知道鹽酸中HCl的物質的量濃度；
（3）據題意可知，混合物中n（HCO₃^-）=2x=$\frac{2a}{184}$，
  HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑
   1         1
 $\frac{2a}{184}$    $\frac{2a}{184}$
若碳酸氫鹽與鹽酸恰好完全反應，則鹽酸的物質的量為$\frac{2a}{184}$mol，
已知鹽酸的體積為100mL即0.1L．
所以鹽酸的濃度=$\frac{\frac{2a}{184}mol}{0.1L}$=$\frac{5a}{46}$mol/L，
即若碳酸氫鹽與鹽酸恰好完全反應，則鹽酸的濃度為$\frac{5a}{46}$mol/L，故答案為：$\frac{5a}{46}$mol/L；
（4）若碳酸氫鈉和碳酸氫鉀不是以等物質的量混合，假設a克全是NaHCO₃，
NaHCO₃+HCl=H₂O+CO₂↑+NaCl
$\frac{a}{84}$                           $\frac{a}{84}$
則生成的二氧化碳的體積為：$\frac{a}{84}$mol×22.4L/mol=$\frac{22.4a}{84}$L，
假設a克全是KHCO₃，
KHCO₃+HCl=H₂O+CO₂↑+KCl
$\frac{a}{100}$                     $\frac{a}{100}$
則生成的二氧化碳的體積為：$\frac{a}{100}$mol×22.4L/mol=$\frac{22.4a}{100}$L
若碳酸氫鈉和碳酸氫鉀不是以等物質的量混合，
則a 克固體混合物與足量的鹽酸完全反應生成二氧化碳的體積（V）的范圍是$\frac{22.4a}{100}$L＜V（CO₂）＜$\frac{22.4a}{84}$L，
故答案為：$\frac{22.4a}{100}$L＜V（CO₂）＜$\frac{22.4a}{84}$L．

點評 本題考查混合物的計算、根據方程式的計算等，題目屬于字母型計算，增大計算難度，為易錯題目，（4）中范圍的計算，注意極限法的利用．