Question

化學(xué)活動課上，興趣小組的同學(xué)對NaHCO₃和Na₂CO₃的性質(zhì)進(jìn)行探究．
（1）甲組同學(xué)對某Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液（以下簡稱“樣品溶液”）的組成進(jìn)行探究．取20.0mL樣品溶液不斷加入1.00mol?L^-1的稀鹽酸，加入鹽酸的體積和產(chǎn)生的現(xiàn)象見下表．

反應(yīng)階段	I	II	III
鹽酸體積x/mL	0＜x≤10.0	10.0＜x≤40.0	x＞40.0
現(xiàn)  象	無氣體	有氣體	無氣體

第I階段溶液中反應(yīng)的離子方程式為：

 

．樣品溶液中c（CO₃^2-）=

 

．
（2）乙組同學(xué)某Na₂CO₃和NaHCO₃的固體混合物（以下簡稱“樣品”）的組成進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好）．取2.74g 樣品，加入足量1.00mol?L^-1的稀鹽酸并充分反應(yīng)．反應(yīng)結(jié)束后，量筒內(nèi)的水位讀數(shù)折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生0.672L CO₂，則此樣品中Na₂CO₃的物質(zhì)的量為

 

mol，NaHCO₃的物質(zhì)的量為

 

mol．

（3）也有同學(xué)認(rèn)為，測定樣品中Na₂CO₃和NaHCO₃的物質(zhì)的量，完全不必將混合物和稀鹽酸反應(yīng)，也不必要使用其他反應(yīng)試劑，即可達(dá)到目的，則此時(shí)實(shí)驗(yàn)的主要操作方法的名稱是稱量和

 

，在實(shí)驗(yàn)中需要測定的數(shù)據(jù)有

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）第一階段無氣體生成說明鹽酸滴入溶液中發(fā)生的是碳酸根離子和氫離子生成碳酸氫根離子的過程，氯化氫物質(zhì)的量和碳酸鈉物質(zhì)的量相同，再計(jì)算碳酸根離子的濃度；
（2）Na₂CO₃和NaHCO₃的固體混合物，加鹽酸生成氣體為二氧化碳，結(jié)合質(zhì)量關(guān)系及碳原子守恒計(jì)算；
（3）混合物中碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳，減少的質(zhì)量是二氧化碳和水蒸氣的質(zhì)量，依據(jù)質(zhì)量變化計(jì)算碳酸氫鈉物質(zhì)的量，得到碳酸鈉質(zhì)量計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以可以加熱混合物固體，稱量反應(yīng)前后的質(zhì)量，結(jié)合碳酸氫鈉分解化學(xué)方程式的定量關(guān)系計(jì)算．

解答： 解：（1）第一階段無氣體生成說明鹽酸滴入溶液中發(fā)生的是碳酸根離子和氫離子生成碳酸氫根離子的過程，反應(yīng)為CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗鹽酸體積10ml，碳酸鈉全部轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉，氯化氫物質(zhì)的量為0.010ml×1.00mol?L^-1=0.01mol，c（CO₃^2-）=

0.01mol

0.02L

=0.500mol/L，
故答案為：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；0.500 mol?L^-1；
（2）2.74g 樣品，加入足量1.00mol?L^-1的稀鹽酸并充分反應(yīng)．反應(yīng)結(jié)束后，量筒內(nèi)的水位讀數(shù)折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生0.672L CO₂，n（CO₂）=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol，
設(shè)Na₂CO₃和NaHCO₃的物質(zhì)的量分別為x、y，則

106x+84y=2.74 x+y=0.03

，
解得x=0.01mol，y=0.02mol，
故答案為：0.01；0.02；
（3）測定Na₂CO₃和NaHCO₃固體混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以加熱固體，碳酸氫鈉加熱分解，根據(jù)加熱前后固體質(zhì)量的變化直接計(jì)算碳酸氫鈉的質(zhì)量，得到碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故答案為：加熱；加熱前后固體的質(zhì)量．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)組成及含量的測定，為高頻考點(diǎn)，把握碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的差異及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析、實(shí)驗(yàn)及計(jì)算能力的考查，題目難度中等．