Question

18．碳酸氫納俗稱(chēng)“小蘇打”，是氨堿法和聯(lián)合制堿法制純堿的中間產(chǎn)物，可用作膨松劑，制酸劑，滅火劑等．工業(yè)上用純堿溶液碳酸化制取碳酸氫鈉．
（1）某碳酸氫鈉樣品中含有少量氯化鈉．稱(chēng)取該樣品，用0.1000mol/L鹽酸滴定，耗用鹽酸20.00mL．若改用0.05618mol/L硫酸滴定，需用硫酸17.80mL（保留兩位小數(shù)）．
（2）某溶液組成如表一：
表一

化合物	Na2CO3	NaHCO3	NaCl
質(zhì)量（kg）	814.8	400.3	97.3

向該溶液通入二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體．取出晶體后溶液組成如表二：
表二

化合物	Na2CO3	NaHCO3	NaCl
質(zhì)量（kg）	137.7	428.8	97.8

計(jì)算析出的碳酸氫鈉晶體的質(zhì)量（保留1位小數(shù)）．
（3）將組成如表二的溶液加熱，使碳酸氫鈉部分分解，溶液中NaHCO₃的質(zhì)量由428.8kg降為400.3kg，補(bǔ)加適量碳酸鈉，使溶液組成回到表一狀態(tài)．計(jì)算補(bǔ)加的碳酸鈉質(zhì)量（保留1位小數(shù)）．
（4）某種由碳酸鈉和碳酸氫鈉組成的晶體452kg溶于水，然后通入二氧化碳，吸收二氧化碳44.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），獲得純的碳酸氫鈉溶液，測(cè)得溶液中含碳酸氫鈉504kg．通過(guò)計(jì)算確定該晶體的化學(xué)式．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸氫鈉樣品消耗的氫離子物質(zhì)的量相等，計(jì)算出消耗硫酸的體積；
（2）先求出通入二氧化碳消耗的碳酸鈉的質(zhì)量，然后根據(jù)反應(yīng)計(jì)算出生成的碳酸氫鈉的質(zhì)量，再計(jì)算析出的碳酸氫鈉的質(zhì)量；
（3）根據(jù)碳酸氫鈉減少的質(zhì)量，計(jì)算出生成的碳酸鈉的質(zhì)量，再用814.8kg減掉現(xiàn)有的碳酸鈉質(zhì)量，就是需要添加的碳酸鈉質(zhì)量；
（4）先根據(jù)二氧化碳的體積計(jì)算出生成的碳酸氫鈉和反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量，反應(yīng)后溶液中含碳酸氫鈉504kg，減掉生成的碳酸氫鈉，得到原晶體中的碳酸氫鈉質(zhì)量，最后計(jì)算出水的質(zhì)量，就可以求出晶體的化學(xué)式．

解答 解：（1）樣品消耗鹽酸中的氫離子的物質(zhì)的量是：n（H⁺）=0.1000mol/L×0.020L=0.002mol，需要0.05618mol/L的硫酸的體積為：$\frac{0.002mol}{2×0.05618mol•L{\;}^{-1}}$≈17.80mL，
故答案是：17.80；
（2）設(shè)生成的碳酸氫鈉質(zhì)量為m，向溶液中通入二氧化碳，發(fā)生了反應(yīng)：Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，反應(yīng)消耗的碳酸鈉的質(zhì)量是：814.8kg-137.7kg=677.1kg
Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃
106              168
677.1kg          m
m=$\frac{677.1kg×168}{106}$≈1073.1kg
則析出的碳酸氫鈉晶體的質(zhì)量：1073.1+400.3-428.8=1044.6 kg
答：析出的碳酸氫納晶體的質(zhì)量是1044.6kg；
（3）解：設(shè)碳酸氫鈉分解生成了xkg碳酸鈉，碳酸氫鈉分解反應(yīng)為：2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂+H₂O，被分解的碳酸氫鈉質(zhì)量是：428.8kg-400.3kg=28.5kg，
2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂+H₂O
168       106
28.5kg     x
x=$\frac{28.5kg×106}{168}$=17.98 kg，
則補(bǔ)加的碳酸鈉質(zhì)量814.8-137.7-17.98=659.1 kg，
答：需要補(bǔ)加的碳酸鈉的質(zhì)量是：659.1 kg；
（4）設(shè)晶體中含有碳酸鈉mkg，通入二氧化碳生成了m₁kg碳酸氫鈉，
Na₂CO₃ +CO₂ +H₂O=2NaHCO₃
106    22.4×10³ 168
m      44.8×10³  m₁
m=$\frac{106×44.8×10{\;}^{3}}{22.4×10{\;}^{3}}$=212kg，m₁=$\frac{168×44.8×10{\;}^{3}}{22.4×10{\;}^{3}}$=336kg，
則452kg晶體中含Na₂CO₃ 212 kg，NaHCO₃：504kg-336kg=168kg，水：452kg-212kg-168kg=72 kg，
所以n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）：n（H₂O ）=$\frac{212}{106}$：$\frac{168}{84}$：$\frac{72}{18}$=1：1：2
該晶體的化學(xué)式為NaHCO₃•Na₂CO₃•2H₂O，
答：該晶體的化學(xué)式為NaHCO₃•Na₂CO₃•2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測(cè)定碳酸鈉、碳酸氫鈉的含量測(cè)定，本題計(jì)算量比較大，難度中等．