Question

5．將2.5g碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉固體混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向該溶液中逐滴加入1mol/L的鹽酸，所加入鹽酸的體積與產(chǎn)生CO₂的體積（標準狀況）關(guān)系如圖所示：
（1）按順序?qū)懗鯫A 段所發(fā)生反應的離子方程式H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-．
（2）加人35mL鹽酸時，產(chǎn)生二氧化碳的體積為224mL
（3）計算原混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量（要求寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，結(jié)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(zhì)為碳酸鈉和氫氧化鈉，則OA段先發(fā)生酸堿中和，再發(fā)生碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉與氯化鈉．
（2）結(jié)合圖象可知，當加入35mL鹽酸時，25～35mL發(fā)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(zhì)消耗酸的體積及三種物質(zhì)的總質(zhì)量列式計算．

解答 解：（1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，結(jié)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(zhì)為碳酸鈉和氫氧化鈉，則OA段0～5mL先發(fā)生酸堿中和，
其離子反應方程式為H⁺+OH^-═H₂O，再發(fā)生碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉與氯化鈉，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(jié)合圖象可知，當加入35mL鹽酸時，25～35mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應生成二氧化碳氣體，
設(shè)生成二氧化碳的物質(zhì)的量為n，生成氣體時消耗的酸的物質(zhì)的量為（35-25）×10^-3L×1mol•L^-1=0.01mol，則
   HCO₃^-+H⁺═CO₂↑+H₂O
      1    1
   0.01mol  n
則：$\frac{1}{1}$=$\frac{0.01mol}{n}$，解得：n=0.01mol，標準狀況下其體積為：0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，
故答案為：224；
（3）設(shè)碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉的物質(zhì)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(lián)立①②③式解得：x=0.01mol、y=0.01mol、z=0.015mol
Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)為：106g/mol×0.01mol=1.06g，
答：原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為1.06g．

點評 本題考查學生利用圖象和發(fā)生的離子反應來分析解答問題，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(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．