Question

9．取SiO₂和Na₂CO₃的混合物2.26g，高溫下充分反應(yīng)后得到混合固體A．冷卻至室溫后，向固體A中加入200mL 0.2mol•L^-1的NaOH溶液，固體全部溶解，得到溶液B，測得溶液B中pH=13．（若不考慮溶液中體積變化和SiO₃^2-水解）．
（1）溶液B中剩余NaOH的物質(zhì)的量0.02mol
（2）原混合物中SiO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為66.7%．

Answer 1

分析 （1）由于不考慮溶液中體積變化和SiO₃^2-水解，則反應(yīng)后溶液中的氫氧根離子的物質(zhì)的量等于剩余氫氧化鈉的物質(zhì)的量，結(jié)合反應(yīng)后溶液的pH計算出反應(yīng)后剩余氫氧化鈉的物質(zhì)的量；
（2）先根據(jù)n=cV計算出氫氧化鈉的總物質(zhì)的量，從而可知A中二氧化硅消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)反應(yīng)SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₂+H₂O可計算出固體A中二氧化硅的物質(zhì)的量，最高價m=nM計算出剩余二氧化硅的質(zhì)量，結(jié)合總質(zhì)量可計算出參加反應(yīng)Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑的SiO₂和Na₂CO₃的總質(zhì)量，結(jié)合反應(yīng)方程式列式計算出原混合物在加熱時發(fā)生反應(yīng)的SiO₂和Na₂CO₃的物質(zhì)的量，最后可計算出原混合物中SiO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）不考慮溶液中體積變化和SiO₃^2-水解，測得反應(yīng)后溶液B中pH=13，說明反應(yīng)后溶液中c（NaOH）=c（OH^-）=0.1mol/L，溶液B中剩余NaOH的物質(zhì)的量為：0.1mol/L×0.2L=0.02mol，
故答案為：0.02；
（2）200mL 0.2mol•L^-1的NaOH溶液中含有氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.2mol/L×0.2L=0.04mol，則固體A消耗NaOH的物質(zhì)的量為：0.04mol-0.02mol=0.02mol，則固體A中含有剩余的SiO₂，
根據(jù)反應(yīng)SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₂+H₂O可知，固體A中含有SiO₂的物質(zhì)的量為：0.02mol×$\frac{1}{2}$=0.01mol，質(zhì)量為：60g/mol×0.01mol=0.6g；
則原混合物中參與反應(yīng)Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑的SiO₂和Na₂CO₃的總質(zhì)量為：2.26g-0.6g=1.66g，
反應(yīng)中SiO₂和Na₂CO₃的物質(zhì)的量相等，設(shè)物質(zhì)的量都為n，則（106g/mol+60g/mol）n=1.66g，解得：n=0.01mol，
所以原混合物中SiO₂的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.01mol+0.01mol}{0.01mol+0.01mol+0.01mol}$×100%=66.7%，
故答案為：66.7%．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握溶液pH、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的概念及表達(dá)式，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．