Question

14．將2.5g碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉的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^-1的鹽酸，所加入鹽酸的體積與產(chǎn)生CO₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）關(guān)系如圖所示：
（1）寫出OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-
（2）原混合物中NaOH的質(zhì)量為0.6g，碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42.4%．

Answer 1

分析 （1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，若溶液中只有Na₂CO₃，則先發(fā)生反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，然后發(fā)生：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，前后消耗鹽酸體積相等，而圖象中，開始沒有二氧化碳?xì)怏w生成，前后兩階段消耗鹽酸體積之比為25：20＞1：1，故溶液中溶質(zhì)是Na₂CO₃、NaOH；
（2）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，則溶液中碳酸鈉物質(zhì)的量為（x+y），由AB段消耗HCl可得方程，加入45mL鹽酸時(shí)，碳酸氫鈉恰好完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)消耗總的HCl可以計(jì)算NaCl物質(zhì)的量，由鈉離子守恒可得方程，再結(jié)合總質(zhì)量列方程，據(jù)此計(jì)算解答．

解答 解：（1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉，若溶液中只有Na₂CO₃，則先發(fā)生反應(yīng)：Na₂CO₃+HCl═NaHCO₃+NaCl，然后發(fā)生：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑，前后消耗鹽酸體積相等，而圖象中，開始沒有二氧化碳?xì)怏w生成，前后兩階段消耗鹽酸體積之比為25：20＞1：1，故溶液中溶質(zhì)是Na₂CO₃、NaOH，故OA段發(fā)生離子方程式為：H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，
故答案為：H⁺+OH^-═H₂O、CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-；
（2）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，則溶液中碳酸鈉物質(zhì)的量為（x+y），
由AB段消耗HCl，可知：x+y=1mol/L×（0.045-0.025）L=0.02mol，
加入45mL鹽酸時(shí)，碳酸氫鈉恰好完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)消耗總的HCl可知n（NaCl）=n（HCl）=1mol/L×0.045L=0.045moL，由鈉離子守恒可得：2x+y+z=0.045mol，
結(jié)合總質(zhì)量可得：84g/mol•x+106g/mol•y+40g/mol•z=2.5g
聯(lián)立方程，解得x=0.01mol，y=0.01mol，z=0.015mol
原混合物中NaOH的質(zhì)量為：0.015mol×40g/mol=0.6g；
碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.01mol×106g/mol}{2.5g}$×100%=42.4%，
故答案為：0.6；42.4%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物有關(guān)計(jì)算，根據(jù)圖象判斷各階段發(fā)生的反應(yīng)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．