Question

6．己知反應(yīng)：Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑，將二氧化硅和碳酸氫鈉的混合物 14.4g在高溫下加熱到固體質(zhì)量不再改變，冷卻后稱量為9.1g．另取1.44g的混合物放入l00mL鹽酸中恰好反應(yīng)，溶液呈中性（假設(shè)CO₂完全逸出）．則
（1）原混合物中二氧化硅的質(zhì)量是6克
（2）該鹽酸的pH為1．

Answer 1

分析 （1）NaHCO₃會(huì)分解，生成Na₂CO₃，H₂O和CO₂，生成的Na₂CO₃與SiO₂在高溫下反應(yīng)生成Na₂SiO₃和CO₂，綜合以上看整個(gè)反應(yīng)過程，根據(jù)差量法確定混合物中SiO₂的量；
（2）混合物中只有NaHCO₃能與鹽酸反應(yīng)，根據(jù)第（1）題中得到的混合物中的混合物比例關(guān)系，結(jié)合反應(yīng)關(guān)系確定鹽酸的濃度，繼而確定鹽酸的pH．

解答 解：（1）混合物為NaHCO₃和SiO₂，在較高溫度下，NaHCO₃NaHCO₃分解，發(fā)生反應(yīng)：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，高溫下，Na₂CO₃與SiO₂發(fā)生反應(yīng)：Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑，綜合以上過程，發(fā)生的總反應(yīng)為：2NaHCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+H₂O+2CO₂↑△m=106，
分情況討論，若原混合物中SiO₂過量，則反應(yīng)按NaHCO₃完全反應(yīng)計(jì)算，因此原混合物中NaHCO₃的質(zhì)量為$\frac{（14.4g-9.1g）×2×84}{106}=8.4g$，則原混合物中SiO₂的質(zhì)量為14.4g-8.4g=6g，剩余的9.1g應(yīng)為反應(yīng)剩余的SiO₂和反應(yīng)生成的Na₂SiO₃，再經(jīng)過加熱質(zhì)量不會(huì)改變；
若原混合物中NaHCO₃過量，則反應(yīng)按SiO₂完全反應(yīng)計(jì)算，因此原混合物中SiO₂的質(zhì)量為$\frac{（14.4g-9.1g）×60}{106}=3g$，此時(shí)反應(yīng)相當(dāng)于進(jìn)行了到了反應(yīng)產(chǎn)物為Na₂SiO₃和NaHCO₃，若繼續(xù)加熱，NaHCO₃還會(huì)分解，因此剩余質(zhì)量不再是9.1g，這種情況不成立，舍去．
故答案為：6．
（2）另取1.44g混合物與100mL鹽酸恰好反應(yīng)，混合物中只有NaHCO₃能與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)為：$HC{O}_{3}^{-}+{H}^{+}=C{O}_{2}↑+{H}_{2}O$，溶液呈中性，二者恰好按1：1完全反應(yīng)，并且假設(shè)CO₂完全逸出，原混合物中每14.4g的混合物中，SiO₂的含有6g，NaHCO₃含有8.4g，當(dāng)取1.44g這樣的混合物時(shí)，其中含有NaHCO₃的質(zhì)量應(yīng)為0.84g，則$n（HC{O}_{3}^{-}）=\frac{0.84g}{84g/mol}=0.01mol$，則根據(jù)反應(yīng)關(guān)系，100mL鹽酸中，$n（{H}^{+}）=n（HC{O}_{3}^{-}）=0.01mol$，則$c（{H}^{+}）=\frac{0.01mol}{0.1L}=0.1mol/L$，所以鹽酸的pH=-lgc（H⁺）=1．故答案為：1．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考察化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，需思考到混合物中反應(yīng)的過量問題，并分類討論，題目難度中等，是中檔題．