Question

13．實驗室中有甲﹑乙兩瓶丟失標簽的無色溶液，其中一瓶是鹽酸，另一瓶是碳酸鈉溶液．為確定甲﹑乙兩瓶溶液的成分及其物質(zhì)的量濃度，現(xiàn)操作如下：
①量取25.00mL甲溶液，向其中緩緩滴加乙溶液15.00mL，其收集到CO₂氣體224mL﹙標況﹚．
②量取15.00mL乙溶液，向其中緩緩滴加甲溶液25.00mL，其收集到CO₂氣體112mL﹙標況﹚．請回答：
（1）根據(jù)上述兩種不同操作過程及實驗數(shù)據(jù)可判斷甲溶液是鹽酸（填名稱）
（2）甲溶液的物質(zhì)的量濃度為0.8mol•L^-1﹙忽略CO₂在溶液中的少量溶解﹚．
（3）若用類似上述“互滴”的方式．
①將100mL 3mol/L的NaAlO₂溶液逐滴加入50mL12mol/L的HCl溶溶液中，充分反應(yīng)．
發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O、3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃↓．
②將50mL12mol/L的HCl溶液逐滴加入100mL 3mol/L的NaAlO₂溶液中，充分反應(yīng)．
兩種混合方式生成沉淀的量是否相等相等（“相等”“不相等”）
（4）白色粉末A由NaNO₃、Na₂SO₃、Na₂SO₄三種物質(zhì)中的一種或幾種混合而成．取A樣品，投入100mL 2.2mol/L硫酸（過量）中，使它們在密閉容器中充分反應(yīng)．反應(yīng)后測得，反應(yīng)中產(chǎn)生的896mL（標準狀況下）純凈的無色氣體不能使品紅溶液褪色，該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色；反應(yīng)后的溶液中只含有一種酸根陰離子，且其物質(zhì)的量濃度為3.1mol/L．（設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為100mL）
①反應(yīng)后溶液中酸根陰離子的化學(xué)式為SO₄^2-．
②原A樣品中含有的各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為NaNO₃0.040mol、Na₂SO₃0.060mol、Na₂SO₄0.030mol？（要求寫出簡單運算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)的原理方程式為以及二者量的關(guān)系結(jié)合反應(yīng)現(xiàn)象來計算回答；
（2）根據(jù)反應(yīng)的鹽酸的用量和實驗數(shù)據(jù)進行計算；
（3）偏鋁酸鈉和鹽酸的反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的量和鹽酸的用量多少有關(guān)，根據(jù)化學(xué)方程式結(jié)合數(shù)據(jù)進行計算即可；
（4）取A樣品，投入100mL 2.2mol/L硫酸（過量）中，使它們在密閉容器中充分反應(yīng)．反應(yīng)后測得，反應(yīng)中產(chǎn)生的896mL（標準狀況下）純凈的無色氣體不能使品紅溶液褪色，該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，分析判斷純凈的無色氣體不是二氧化硫，再遇空氣變?yōu)榧t棕色；證明無色氣體為NO；證明混合后發(fā)生的反應(yīng)是酸性溶液中亞硫酸根離子被硝酸根離子氧化為硫酸根離子；反應(yīng)后的溶液中只含有一種酸根陰離子，依據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物得到陰離子為硫酸根離子；其物質(zhì)的量濃度為3.1mol/L．（設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為100mL）．

解答 解：（1）①碳酸鈉加入鹽酸的反應(yīng)式：2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+CO₂↑+H₂O，②鹽酸加入碳酸鈉的反應(yīng)式  Na₂CO₃+HCl=NaCl+NaHCO₃，NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O；
收集到CO₂氣體224mL﹙標況﹚，則物質(zhì)的量為0.01mol，當收集到二氧化碳體積為112mL，則物質(zhì)的量為0.005mol，由②知碳酸鈉過量，可判斷甲溶液是鹽酸，
故答案為：鹽酸；
（2）根據(jù)（1）可知：①中鹽酸反應(yīng)完全，鹽酸的量為0.02mol，濃度為：$\frac{0.02mol}{0.025L}$=0.80mol/L，
故答案為：0.8；
（3）①將100mL 3mol/L即0.3mol的NaAlO₂溶液逐滴加入50mL12mol/L即0.6mol的HCl溶液中，發(fā)生的反應(yīng)為AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O，3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃↓，
故答案為：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O；3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃↓；
②根據(jù)二者量的關(guān)系可得：
     AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O，3AlO₂^-+Al³⁺+6H₂O=4Al（OH）₃↓
  0.15mol 0.6mol 0.15mol            0.15mol            0.2mol   
即產(chǎn)生沉淀的量為0.2mol，
將50mL 12mol/L即0.6mol的HCl溶液逐滴加入100mL 3mol/L即0.3mol的NaAlO₂溶液中，
發(fā)生反應(yīng)為AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+3H+=Al³⁺+3H₂O，
                3mol 0.3mol  0.3mol                  0.1mol     0.3mol
所以生成沉淀的量為0.2mol，即兩種混合方式生成沉淀的量是相等的，
故答案為：相等；
（4）①取A樣品，投入100mL 2.2mol/L硫酸（過量）中，使它們在密閉容器中充分反應(yīng)．反應(yīng)后測得，反應(yīng)中產(chǎn)生的896mL（標準狀況下）純凈的無色氣體不能使品紅溶液褪色，該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色，分析判斷純凈的無色氣體不是二氧化硫，再遇空氣變?yōu)榧t棕色；證明無色氣體為NO；證明混合后發(fā)生的反應(yīng)是酸性溶液中亞硫酸根離子被硝酸根離子氧化為硫酸根離子；據(jù)反應(yīng)2NO₃^-+2H⁺+3SO₃^2-=3SO₄^2-+2NO↑+H₂O可知反應(yīng)后溶液中酸根陰離子為SO₄^2-；
故答案為：SO₄^2-；
②反應(yīng)中增加的SO₄^2-：3.1 mo1•L^-1×0.1L-2.2 mo1•L^-1×0.1L=0.090 mol，產(chǎn)生的無色氣體為NO，其物質(zhì)的量為0.040mol，據(jù)反應(yīng)2NO₃^-+2H⁺+3SO₃^2-=3SO₄^2-+2NO↑+H₂O可知Na₂SO₃為0.060 mol．
2NO₃^-+2H⁺+3SO₃^2-=3SO₄^2-+2NO↑+H₂O
3 mol         2 mol
x          0.040 mol                 
 解得x=0.060 mol
依據(jù)SO₄^2-守恒，一定還有Na₂SO₄0.030 mol
原A樣品中含有NaNO₃0.040 mol、Na₂SO₃0.060 mol、Na₂SO₄0.030 mol．
故答案為：NaNO₃0.040 mol、Na₂SO₃0.060 mol、Na₂SO₄0.030 mol．

點評 本題考查了物質(zhì)檢驗的方法，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析、實驗和計算能力的考查，注意把握化學(xué)方程式的計算應(yīng)用，離子守恒的計算分析，題目難度中等．