Question

7．為了測定某碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別設(shè)計了如下實驗方案：
（1）甲同學(xué)取ag混合物充分加熱后，冷卻至室溫，稱量剩余固體質(zhì)量為bg．則該混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{84b-53a}{31a}$×100%．
（2）乙同學(xué)取cg混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱蒸干、灼燒，得dg固體．則該混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{84d-58.5c}{3627c}$×106×100%．
（3）丙同學(xué)取eg混合物與足量Ba（OH）₂溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘干，得fg固體．則該混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{197e-84f}{4334e}$×106×100%．
（4）丁同學(xué)取mg混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重ng，老師認為丁同學(xué)的實驗不能計算出混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，原因是ng是CO₂氣體和部分水蒸氣的質(zhì)量，無法確定CO₂氣體的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）甲同學(xué)取ag混合物充分加熱后，冷卻至室溫，稱量剩余固體質(zhì)量為bg，2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O 反應(yīng)前后質(zhì)量變化計算；
（2）乙同學(xué)取cg混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱蒸干、灼燒，得dg固體．Na₂CO₃和NaHCO₃均能與鹽酸反應(yīng)生成NaCl，故dg固體為NaCl．設(shè)混合物中n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，
則106x+84y=c，
根據(jù)鈉元素守恒，2x+y=$\frackxpeo0b{58.5}$，計算得到質(zhì)量分數(shù)；
（3）丙同學(xué)取eg混合物與足量Ba（OH）₂溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘干，得fg固體，Na₂CO₃和NaHCO₃均能與Ba（OH）₂反應(yīng)生成BaCO₃，即fg固體是BaCO₃，設(shè)混合物中n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，
則106x+84y=e，
根據(jù)碳元素守恒，x+y=$\frac{f}{197}$，據(jù)此計算質(zhì)量分數(shù)；
（4）Na₂CO₃和NaHCO₃均能與稀硫酸反應(yīng)生成Na₂SO₄、CO₂、H₂O，堿石灰增加的質(zhì)量包括CO₂氣體和部分水蒸氣的質(zhì)量，由于無法確定CO₂氣體的質(zhì)量，無法計算出Na₂CO₃或NaHCO₃的質(zhì)量．

解答 解：（1）2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
                            168g        106g                     62g
                     m（NaHCO₃）                         （a-b）g
m（NaHCO₃）=$\frac{168g×（a-b）g}{62g}$=$\frac{84（a-b）}{31}$g，
則ω（Na₂CO₃）=$\frac{a-\f（84（a-b）}{31}，a）$×100%=$\frac{84b-53a}{31a}$×100%，
故答案為：$\frac{84b-53a}{31a}$×100%；
（2）Na₂CO₃和NaHCO₃均能與鹽酸反應(yīng)生成NaCl，故dg固體為NaCl．設(shè)混合物中n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，
則106x+84y=c，
根據(jù)鈉元素守恒，2x+y=$\fracvy74zae{58.5}$，
解得：x=$\frac{84d-58.5c}{3627}$，
m（Na₂CO₃）=$\frac{84d-58.5c}{3627}$×106g，
ω（Na₂CO₃）=$\frac{84d-58.5c}{3627c}$×106×100%，
故答案為：$\frac{84d-58.5c}{3627c}$×106×100%；
（3）Na₂CO₃和NaHCO₃均能與Ba（OH）₂反應(yīng)生成BaCO₃，即fg固體是BaCO₃，設(shè)混合物中n（Na₂CO₃）=xmol，n（NaHCO₃）=ymol，
則106x+84y=e，
根據(jù)碳元素守恒，x+y=$\frac{f}{197}$，
解得：x=$\frac{197e-84f}{4334}$，
m（Na₂CO₃）=$\frac{197e-84f}{4334}$×106g，
ω（Na₂CO₃）=$\frac{197e-84f}{4334e}$×106×100%，
故答案為：$\frac{197e-84f}{4334e}$×106×100%；
（4）Na₂CO₃和NaHCO₃均能與稀硫酸反應(yīng)生成Na₂SO₄、CO₂、H₂O，堿石灰增加的質(zhì)量包括CO₂氣體和部分水蒸氣的質(zhì)量，由于無法確定CO₂氣體的質(zhì)量，無法計算出Na₂CO₃或NaHCO₃的質(zhì)量，故不能計算出混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，
故答案為：ng是CO₂氣體和部分水蒸氣的質(zhì)量，無法確定CO₂氣體的質(zhì)量．

點評 本題考查了碳酸鈉的性質(zhì)、化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價、化學(xué)方程式計算，題目難度中等，明確實驗方案的設(shè)計與評價方法，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．