Question

3．將5.08g由Na₂CO₃和NaHCO₃組成的固體混合物完全溶于水，制成溶液，然后向該溶液中逐滴加入2mol?L^-1的鹽酸，所加入鹽酸的體積與產生CO₂體積（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：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-．
（2）當加入35mL鹽酸時，產生的CO₂在標準狀況下的體積為672mL．
（3）原混合物中的Na₂CO₃和NaHCO₃的物質的量之比為4：1．
（4）NaHCO₃固體受熱分解的化學方程式為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）Na₂CO₃和NaHCO₃組成的混合物中加入鹽酸，先發生碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉與氯化鈉，然后碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳氣體；
（2）結合圖象可知，當加入35mL鹽酸時，20～35mL發生碳酸氫鈉與鹽酸的反應生成二氧化碳氣體；
（3）根據OA段的反應及消耗鹽酸的量計算出碳酸鈉的物質的量，再根據總質量計算出碳酸氫鈉的物質的量，最后計算出二者的物質的量之比；
（4）碳酸氫鈉受熱分解為碳酸鈉、二氧化碳與水．

解答 解：（1）加入鹽酸后碳酸鈉先與鹽酸反應生成碳酸氫鈉：Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，所以OA段的離子反應方程式為：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案為：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（35-20）×10^-3L×2mol•L^-1=0.03mol，則
HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
     1     1
  0.03mol  n
故n=0.03mol，標準狀況下其體積為0.03mol×22.4L/mol=0.672L，即為672mL，
故答案為：672；
（3）根據OA段的反應：Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，可知n（Na₂CO₃）=n（HCl）=2mol/L×0.02L=0.04mol，
根據總質量可得：n（NaHCO₃）×84g/mol+106g/mol×0.04mol=5.08g，解得：n（NaHCO₃）=0.01mol，
故原混會物中Na₂CO₃和NaHCO₃的物質的量之比為0.04mol：0.01mol=4：1，
故答案為：4：1；
（4）NaHCO₃固體受熱分解的化學方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
故答案為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，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，試題培養了學生的分析能力及化學計算能力．