Question

碳酸鈉有兩種化合物，碳酸鈉（Na₂CO₃）和碳酸氫鈉（NaHCO₃），其中碳酸鈉最為重要，在工業(yè)上有廣泛的應用．在生活中，碳酸氫鈉是常用的發(fā)酵劑的主要成分．
完成下列計算：
①某天然堿的化學組成可能為aNa₂CO₃?bNaHCO₃?cH₂O（a、b、c為正整數(shù)），為了確定其成分：稱取天然堿樣品7.3g，充分加熱后得到水的質量為0.9g，二氧化碳的質量為1.1g．
該天然堿的化學式為

 

．
②為了測定某發(fā)酵劑樣品中碳酸氫鈉的含量，取樣品n克，充分灼燒以后，稱的殘留固體質量為m克（假設其他成分不分解）．
則樣品中碳酸氫鈉的含量：

 

（填含n、m的計算式）．
③已知酸性強弱順序為：H₂CO₃＞HCO₃^-＞HX．取由0.4molNaX、0.2molNa₂CO₃和0.1molNaHCO₃組成的混合物，溶于200mL水中，往所得溶液中通入一定量的CO₂氣體，反應明顯分兩步，完成下列表格．

CO2（mol）	0.05	0.15	0.6
NaX（mol）
Na2CO3（mol）
NaHCO3（mol）

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質

專題：實驗設計題

分析：①2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，二氧化碳的質量為1.1g，則n（NaHCO₃）=

1.1g

44g/mol

×2=0.05mol，充分加熱后得到水的質量為0.9g，則化合物中水為

0.9g-0.0025mol×18g/mol

18g/mol

=0.025mol，則天然堿晶體中n（Na₂CO₃）=

7.3g-0.05mol×84g/mol-0.025mol×18g/mol

106g/mol

=0.025，則n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）：n（H₂O）=0.025 mol：0.05 mol：0.025 mol=1：2：1；
②結合2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑及差量法計算；
③酸性強弱順序為：H₂CO₃＞HCO₃^-＞HX，CO₂先發(fā)生反應NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃，再與Na₂CO₃反應，反應為Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，結合方程式計算．

解答： 解：①2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，二氧化碳的質量為1.1g，則n（NaHCO₃）=

1.1g

44g/mol

×2=0.05mol，充分加熱后得到水的質量為0.9g，則化合物中水為

0.9g-0.0025mol×18g/mol

18g/mol

=0.025mol，則天然堿晶體中n（Na₂CO₃）=

7.3g-0.05mol×84g/mol-0.025mol×18g/mol

106g/mol

=0.025，則n（Na₂CO₃）：n（NaHCO₃）：n（H₂O）=0.025 mol：0.05 mol：0.025 mol=1：2：1，則天然堿的化學組成可能為Na₂CO₃?2NaHCO₃?H₂O，
故答案為：Na₂CO₃?2NaHCO₃?H₂O；
②取樣品n克，充分灼燒以后，稱的殘留固體質量為m克，設碳酸氫鈉為xg，則
2NaHCO₃

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑ 質量差
 168         106              62
  x                           n-m
x=

168(n-m)

62

g，故答案為：

168(n-m)

62

；
③酸性強弱順序為：H₂CO₃＞HCO₃^-＞HX，CO₂先發(fā)生反應NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃，再與Na₂CO₃反應，反應為Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃，則
 NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃
0.05  0.05       0.05
顯然此時0.35molNaX、0.2molNa₂CO₃和0.15molNaHCO₃，
NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃
0.15   0.15       0.15
顯然此時0.25molNaX、0.2molNa₂CO₃和0.25molNaHCO₃，
NaX+CO₂+H₂O=HX+NaHCO₃，
0.4  0.4          0.4
Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃
0.2    0.2       0.4
顯然此時0molNaX、0molNa₂CO₃和0.9molNaHCO₃，
故答案為：

CO2（mol）	0.05	0.15	0.6
NaX（mol）	0.35	0.25	0
Na2CO3（mol）	0.2	0.2	0
NaHCO3（mol）	0.15	0.25	0.9

．

點評：本題考查物質組成及含量測定，為高頻考點，把握碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質及發(fā)生的反應為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，題目難度較大．