Question

【題目】將5 g碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉固體混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向該溶液中逐滴加入2mol/L的鹽酸，當加入鹽酸的體積為45mL時產(chǎn)生CO2的體積為896 mL（標準狀況），之后再加入鹽酸不再產(chǎn)生CO2。

(1)當加入40 mL鹽酸時，產(chǎn)生二氧化碳的體積為_________mL；（標準狀況）

(2)計算原混合物中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為____________；

(3)請在右圖中繪制出加入鹽酸體積與產(chǎn)生CO2體積的關(guān)系曲線。（要在縱坐標上標明標準狀況下CO2體積的數(shù)值）____________

Answer 1

【答案】 672 42.4﹪

【解析】試題分析：逐滴加入2mol/L的鹽酸45mL時產(chǎn)生CO2的體積最大為896 mL，則可知混合物中碳元素的物質(zhì)的量為0.04 mol，鈉元素的物質(zhì)的量為2mol/L×0.045L=0.09 mol，在溶液中只含氫氧化鈉和碳酸鈉兩種溶質(zhì)，根據(jù)元素守恒可計算溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉的物質(zhì)的量；滴加鹽酸依次發(fā)生H++OH- ═H2O、CO32-+H+═HCO3-、HCO3-+H+═CO2↑+H2O三個反應(yīng)。
（3）根據(jù)元素守恒可及三種物質(zhì)的總質(zhì)量來計算原混合物中碳酸鈉的質(zhì)量。

解析：設(shè)溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol

根據(jù)元素守恒， ，解得x=0.01mol，滴加鹽酸依次發(fā)生H++OH- ═H2O、CO32-+H+═HCO3-、HCO3-+H+═CO2↑+H2O三個反應(yīng)，H++OH- ═H2O反應(yīng)消耗鹽酸5mL; CO32-+H+═HCO3-反應(yīng)消耗鹽酸20mL;

HCO3-+H+═CO2↑+H2O反應(yīng)消耗鹽酸20mL；根據(jù)分析，當加入40 mL鹽酸時，HCO3-+H+═CO2↑+H2O反應(yīng)只消耗15mL的鹽酸，產(chǎn)生二氧化碳的體積為0.672 L=672mL； (2)根據(jù)水溶液中只含氫氧化鈉和碳酸鈉，說明原混合物溶于水時碳酸氫鈉與氫氧化鈉完成反應(yīng)生成碳酸鈉后，剩余0.01mol氫氧化鈉，根據(jù)HCO3-+OH-═CO32-+H2O，設(shè)原混合物中計算原混合物中碳酸氫鈉的物質(zhì)的量為a mol，Na2CO3的物質(zhì)的量為bmol，則氫氧化鈉的物質(zhì)的量為a+0.01 mol；根據(jù)鈉元素守恒a+ a+0.01+2b=0.09；根據(jù)質(zhì)量守恒84a+40(a+0.01)+106b=5，b=0.02mol，a=0.02mol，原混合物中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為42.4﹪； (3)根據(jù)以上分析加入鹽酸體積與產(chǎn)生CO2體積的關(guān)系曲線為。