Question

2．某學生用NaHCO₃和KHCO₃組成的某混合物進行實驗，測得如表數據（鹽酸的物質的量濃度相等）：

實驗序號	I	II	III
鹽酸體積（mL）	50.0	50.0	50.0
樣品質量/g	9.2	15.7	27.6
CO2體積/L （標準狀況）	2.24	3.36	3.36

（1）該鹽酸的物質的量濃度為3.0mol/L
（2）第III組實驗后，剰余NaHCO₃的物質的量為0.075mol．

Answer 1

分析 混合物發(fā)生反應：H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂O，由①②數據可知，繼續(xù)增大混合物的質量，氣體的體積增大，說明實驗①中鹽酸有剩余、固體混合物完全反應．若②中鹽酸有剩余，繼續(xù)增大混合物的質量，氣體的體積會增大，由②③數據可知，實驗中氣體的體積不變，說明實驗②中鹽酸完全反應，根據實驗①的數據可知，生成3.36L二氧化碳需要固體混合物的質量為9.2g×$\frac{3.36L}{2.24L}$=13.8 g＜16.56g，故實驗②中鹽酸完全反應、固體混合物有剩余，據此解答．

解答 解：（1）求鹽酸濃度需選擇鹽酸不足量的數據進行，如隨著混合物質量增加，二氧化碳氣體量不再增加，表明鹽酸全部反應完，由表中數據可知，鹽酸完全反應生成二氧化碳3.36L，結合H⁺+HCO^-₃=H₂O+CO₂↑可知n（HCl）=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，鹽酸的濃度為$\frac{0.15mol}{0.05L}$=3mol/L，故答案為：3.0mol/L；
（2）加入9.2g混合物時，鹽酸有剩余，混合物完全反應，根據H⁺+HCO₃^-═CO₂↑+H₂O，可知n（混合物）=n（CO₂）=0.1mol，
設9.2 g混合物中NaHCO₃、KHCO₃的物質的量分別為x和y，
則有：x+y=0.1mol、84x+100y=9.2g，
解之得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.05mol}\\{y=0.05mol}\end{array}\right.$，所以27.6g混合物中NaHCO₃的物質的量是$\frac{27.6}{9.2}$=0.15mol，所以碳酸氫鉀的物質的量為0.15mol，而生成二氧碳的物質的量為：$\frac{3.36}{22.4}$=0.15mol，所以消耗碳酸氫鈉和碳酸氫鉀各一半，則剰余NaHCO₃的物質的量為$\frac{0.15mol}{2}$=0.075mol，故答案為：0.075mol．

點評 本題考查混合物的有關計算，根據二氧化碳的體積變化判斷鹽酸是否完全反應式是關鍵，難度中等．