Question

5．ⅠA族金屬元素（R）組成的兩種碳酸鹽R₂CO₃與RHCO₃的混合物6.14g，加水溶解后，取所得溶液的十分之一，向其中緩緩加入一定濃度的稀鹽酸，并同時記錄放出CO₂的體積（已折算成標準狀況下的體積）和消耗稀鹽酸的體積，得到如圖所示的曲線．
試計算：
（1）原混合物中碳元素的物質的量為0.05mol．
（2）確定R的元素符號為K．
（3）所滴加鹽酸的物質的量濃度0.25mol•L^-1．

Answer 1

分析 RHCO₃和R₂CO₃，與稀鹽酸反應的化學方程式分別是RHCO₃+HCl═RCl+H₂O+CO₂↑、R₂CO₃+HCl═RHCO₃+RCl，再根據提供的數據可以進行相關方面的計算；（1）根據碳元素守恒及生成二氧化碳的量計算出混合物中含碳量；
（2）計算出混合物的平均摩爾質量，然后判斷堿金屬名稱，從而可確定兩種碳酸鹽的化學式；
（3）根據兩種碳酸鹽的質量、物質的量列式計算出消耗氯化氫的物質的量，再根據c=$\frac{n}{V}$計算出滴加的鹽酸的濃度．

解答 解：（1）根據質量守恒可知：n（C）=n（CO₂）=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，所以原混合物中碳元素的物質的量為：0.05mol，故答案為：0.05mol；
（2）混合物的平均摩爾質量M=$\frac{6.14g}{0.005mol×10}$=122.8g/mol，
若M（M₂CO₃）=122.8 g/mol，則M（M）=31.4g/mol，
若M（MHCO₃）=122.8 g/mol，則M（M）=61.8g/mol，
即：31.4g/mol＜M（K）＜61.8g/mol，
所以堿金屬元素是鉀元素，故答案為：K；
（3）碳酸鹽的總物質的量為：n（K₂CO₃）+n（KHCO₃）=0.05 mol，
質量為：n（K₂CO₃）×138 g/mol+n（KHCO₃）×100 g/mol=6.14 g，
解得：n（K₂CO₃）=0.03mol、n（KHCO₃）=0.02 mol，
則：n（K₂CO₃）～n（CO₂）～2n（HCl）          n（KHCO₃）～n（CO₂）～n（HCl）
              0.03 mol   0.03mol   0.06 mol                        0.02 mol    0.02 mol   0.02 mol
所以消耗鹽酸的總物質的量為：n（HCl）=0.06 mo+0.02mol=0.08 mol，
則所滴加鹽酸的物質的量濃度為：c（HCl）=$\frac{0.08mol}{0.32L}$=0.25mol/L，
故答案為：0.25 mol•L^-1．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度較大，明確發(fā)生反應的實質為解答關鍵，注意掌握守恒法、極值法在化學計算中的應用方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．