Question

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______、______．
（2）當(dāng)加入35mL鹽酸時，產(chǎn)生CO₂的體積為______mL（標(biāo)準狀況）．
（3）計算原混合物中NaOH的質(zhì)量及碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

解：（1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)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(yīng)方程式為H⁺+OH^-═H₂O，再發(fā)生碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉與氯化鈉，其離子反應(yīng)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(dāng)加入35mL鹽酸時，25～35mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)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
，解得n=0.01mol，標(biāo)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?x+106g/mol?y+40g/mol?z=2.5g
聯(lián)立①②③式解得x=0.01mol，y=0.01mol，z=0.015mol
故NaOH的質(zhì)量為0.015mol×40g/mol=0.6g，
Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)為，
答：原混合物中NaOH的質(zhì)量為0.6g，碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為42.4%．
分析：（1）在溶液中碳酸氫鈉與氫氧化鈉反應(yīng)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(yīng)生成碳酸氫鈉與氯化鈉．
（2）結(jié)合圖象可知，當(dāng)加入35mL鹽酸時，25～35mL發(fā)生碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)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)量來計算．
點評：本題考查學(xué)生利用圖象和發(fā)生的離子反應(yīng)來分析解答問題，明確反應(yīng)的先后順序及圖象中每段圖象對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是解答本題的關(guān)鍵．