Question

12．某學(xué)�；瘜W(xué)科研小組從文獻(xiàn)資料上獲得如下信息：NaHCO₃在潮濕的空氣中會緩慢分解成Na₂CO₃、H₂O和CO₂．為了驗證這一信息，該科研小組將一瓶在潮濕空氣中久置的NaHCO₃樣品混合均勻后，進(jìn)行如下實驗：
（1）在一個質(zhì)量為a g的蒸發(fā)皿中加入一些樣品，稱得總質(zhì)量為b g．用酒精燈對其充分加熱，冷卻后稱得其總質(zhì)量為c g．殘留在蒸發(fā)皿中的固體是（填化學(xué)式）Na₂CO₃．
（2）另稱取相同質(zhì)量的樣品放入錐形瓶中，實驗裝置如圖所示．為了保證實驗成功，所選用針筒的最大刻度值應(yīng)大于或等于22400（$\frac{b-c}{62}$+$\frac{c-a}{106}$）（mL）．（設(shè)實驗在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行）
（3）打開活塞逐滴加入稀硫酸，至沒有氣泡產(chǎn)生為止．針筒中收集到氣體折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V mL（滴入稀硫酸的體積及針筒活塞的內(nèi)壁的摩擦力忽略不計）．該科研小組設(shè)稱取的每份樣品中的Na₂CO₃、NaHCO₃的物質(zhì)的量分別為x、y，且沒有利用化學(xué)方程式進(jìn)行計算，就列出了如下算式：x+y=V mL/22400mL•mol^-1，他們依據(jù)的原理是原子守恒根據(jù)相似原理，請完成下列算式：2x+y=$\frac{c-a}{106}$×2由上述兩算式，該科研小組通過計算，得出了樣品中的Na₂CO₃、NaHCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳?xì)怏w和水，據(jù)此判斷殘留在蒸發(fā)皿中的固體；
（2）根據(jù)差量法計算出樣品中碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)原子數(shù)計算出生成二氧化碳的體積；
（3）分別根據(jù)碳原子、鈉原子守恒列式即可計算出碳酸鈉、碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）碳酸氫鈉加熱發(fā)生的反應(yīng)方程式為：2NaHO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，所以殘留在蒸發(fā)皿中的固體為碳酸鈉，
故答案為：Na₂CO₃；
（2）2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O△m
      168       106             62
     m（NaHCO₃）              （b-c）g
ag樣品中含有碳酸氫鈉的質(zhì)量為：m（NaHCO₃）=$\frac{168×（b-c）g}{62}$=$\frac{168（b-c）}{62}$g，碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為：n（NaHCO₃）=$\frac{\frac{168（b-c）}{62}}{84g/mol}$=$\frac{b-c}{31}$mol，根據(jù)反應(yīng)2NaHO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O 可知，放出二氧化碳的物質(zhì)的量為：n（CO₂）=$\frac{1}{2}$n（NaHCO₃）=$\frac{b-c}{62}$mol，
最終得到的cg固體為碳酸鈉，則碳酸鈉的物質(zhì)的量為：$\frac{c-a}{106}$mol，
根據(jù)碳原子守恒，生成二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{b-c}{62}$mol+$\frac{c-a}{106}$mol=（$\frac{b-c}{62}$+$\frac{c-a}{106}$）mol，
標(biāo)況下生成的二氧化碳的體積為：22400mL/mol×（$\frac{b-c}{62}$+$\frac{c-a}{106}$）mol=22400（$\frac{b-c}{62}$+$\frac{c-a}{106}$）mL，
故答案為：22400（$\frac{b-c}{62}$+$\frac{c-a}{106}$）；
（3）標(biāo)況下VmL二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{VmL}{22400mL•mol{\;}^{-1}}$，根據(jù)碳原子守恒可知，x+y=$\frac{VmL}{22400mL•mol{\;}^{-1}}$；
根據(jù)鈉原子守恒可知，2x+y=$\frac{c-a}{106}$×2，
故答案為：原子守恒； $\frac{c-a}{106}$×2．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，正確理解題干信息為解答關(guān)鍵，注意掌握物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計原則，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算、化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>