Question

20．加熱10.0g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物到質量不再變化為止，剩余固體的質量為8.45g．
（1）求混合物中碳酸鈉的質量分數(shù)；
（2）如果將這10.0g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物投入到足量的稀鹽酸中，得到的氣體在標準狀況下的體積為多少？

Answer 1

分析 （1）加熱碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物時，碳酸鈉不分解，碳酸氫鈉不穩(wěn)定，加熱時分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，利用差量法，根據(jù)2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O計算碳酸氫鈉的質量，進而計算碳酸鈉的質量分數(shù)；
（2）稀鹽酸足量，所有的C原子都轉化成二氧化碳，據(jù)此計算出二氧化碳的物質的量，再根據(jù)V=nVm計算出二氧化碳的體積．

解答 解：（1）加熱碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物時，碳酸鈉不分解，碳酸氫鈉不穩(wěn)定，加熱時分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，發(fā)生反應為2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，則固體質量減少的原因是由于碳酸氫鈉分解的緣故，設混合物中碳酸氫鈉的質量為m，利用差量法計算，則
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
2×84g                     62g
m                        10.0g-8.45g=1.55g           
m=$\frac{2×84g×1.55g}{62g}$=4.2g，
所以混合物中碳酸鈉的質量為：10.0g-4.2g=5.8g，
混合物中碳酸鈉的質量分數(shù)為：$\frac{5.8g}{10.0g}$=58%；
答：混合物中碳酸鈉的質量分數(shù)為58%；
（2）4.2g碳酸氫鈉的物質的量為：n（NaHCO₃）=$\frac{4.2g}{84g/mol}$=0.05mol，
5.8g碳酸鈉的物質的量為：n（Na₂CO₃）=$\frac{5.8g}{106g/mol}$≈0.0547mol，
將這10.0g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物投入到足量的稀鹽酸中，混合物中所有C原子都轉化成了二氧化碳，則完全反應后生成二氧化碳的物質的量為：0.05mol+0.0547mol=0.1047mol，標準狀況下生成的二氧化碳的體積為：22.4L/mol×0.1047mol≈2.35L，
答：將10.0g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物投入到足量的稀鹽酸生成標準狀況下二氧化碳的體積為2.35L．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的實質為解答關鍵，注意根據(jù)碳酸氫鈉不穩(wěn)定的性質利用差量法計算，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．