Question

11．將氫氧化鈉和碳酸氫鈉的固體混合物20.8g在密閉容器中加熱到約250攝氏度，經(jīng)充分反應(yīng)后排出氣體，冷卻，稱得剩余固體的質(zhì)量為15.9g．試計算原混合物中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 加熱發(fā)生反應(yīng)：NaOH+NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O，若NaOH、NaHCO₃恰好按1：1反應(yīng)，固體減少質(zhì)量為水的質(zhì)量，根據(jù)方程式可知，生成水的質(zhì)量=20.8g×$\frac{18}{124}$=3.02g，實際固體質(zhì)量減少=20.8g-15.9g=4.9g＞3.02g，故還發(fā)生反應(yīng)：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，最終得到固體15.9g為碳酸鈉的質(zhì)量，根據(jù)方程式可知生成水的物質(zhì)的量等于碳酸鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)質(zhì)量減少可以計算生成二氧化碳的物質(zhì)的量，再計算氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量，結(jié)合方程式計算樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量，進而計算其質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：加熱發(fā)生反應(yīng)：NaOH+NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O，若NaOH、NaHCO₃恰好按1：1反應(yīng)，固體減少質(zhì)量為水的質(zhì)量，根據(jù)方程式可知，生成水的質(zhì)量=20.8g×$\frac{18}{124}$=3.02g，實際固體質(zhì)量減少=20.8g-15.9g=4.9g＞3.02g，故還發(fā)生反應(yīng)：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，最終得到固體15.9g為碳酸鈉的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為$\frac{15.9g}{106g/mol}$=0.15mol，根據(jù)方程式可知生成水的物質(zhì)的量等于碳酸鈉的物質(zhì)的量，即生成水為0.15mol，故生成二氧化碳為$\frac{4.9g-0.15mol×18g/mol}{44g/mol}$=0.05mol，故反應(yīng)2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O生成水為0.05mol，則反應(yīng)NaOH+NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O生成水為0.15mol-0.05mol=0.1mol，可知NaOH為0.1mol，則樣品中NaOH的質(zhì)量為0.1mol×40g/mol=4g，原混合物中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{4g}{20.8g}$×100%=19.2%，
答：原混合物中氫氧化鈉的質(zhì)量分數(shù)為19.2%．

點評 本題考查混合物計算、化學(xué)方程式計算，利用假設(shè)法判斷過量問題是解題關(guān)鍵，注意根據(jù)方程式判斷碳酸鈉與水的物質(zhì)的量關(guān)系，較好地考查學(xué)生分析計算能力，難度中等．