Question

17．稱取mg純凈的碳酸鈉，與20mL鹽酸溶液恰好完全反應，生成氯化鈉、水和二氧化碳，這種鹽酸溶液的物質的量濃度X為$\frac{50m}{53}$；如果上述碳酸鈉樣品不純凈，可能含有NaCl、NaOH、K₂CO₃中的一種，則若當鹽酸溶液的物質的量濃度大于上述X值時，碳酸鈉樣品中含有的雜質是NaOH．

Answer 1

分析 根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算mgNa₂CO₃ 的物質的量，根據(jù)方程式計算溶液中n（HCl）、生成的二氧化碳的物質的量，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算鹽酸的物質的量濃度，則若當鹽酸溶液的物質的量濃度大于上述X值時，說明等質量時雜質消耗的HCl比碳酸鈉消耗的HCl的量大，然后根據(jù)K₂CO₃、NaCl消耗的鹽酸比碳酸鈉少，NaOH比碳酸鈉消耗的鹽酸多得出正確結論．

解答 解：純Na₂CO₃ m g與20mL鹽酸恰好完全反應生成正鹽，反應的化學方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O，反應消耗的HCl的物質的量為：n（HCl）=2n（Na₂CO₃）=2×$\frac{mg}{106g/mol}$=$\frac{m}{53}$mol，
則此鹽酸的物質的量濃度為：c（HCl）=$\frac{\frac{m}{53}mol}{0.02L}$=$\frac{50m}{53}$mol/L；Na₂CO₃不純，雜質可能是K₂CO₃、NaCl和NaOH中某一種，當用上述鹽酸反應時，則若當鹽酸溶液的物質的量濃度大于上述X值時，說明等質量時雜質消耗的HCl比碳酸鈉消耗的HCl的量大，
根據(jù)反應方程式K₂CO₃+2HCl=2KCl+CO₂↑+H₂O可知，Na₂CO₃與K₂CO₃消耗鹽酸的物質的量關系相同，由于K₂CO₃的摩爾質量大于Na₂CO₃，則等物質的量時K₂CO₃消耗的鹽酸體積偏小，即：雜質為K₂CO₃時，鹽酸的濃度小于X，所以K₂CO₃不符合條件；
NaCl不與鹽酸反應，所以含有雜質氯化鈉時，鹽酸的濃度小于X，所以NaCl也不符合要求；
當雜質為NaOH時，NaOH與HCl反應的方程式為：NaOH+HCl=NaCl+H₂O，設質量都是106g，106gK₂CO₃消耗2molHCl，而106gNaOH消耗HCl的物質的量為：$\frac{106g}{40g/mol}$=$\frac{53}{20}$mol＞2mol，即：雜質為NaOH時，鹽酸的濃度小于X，所以雜質為NaOH符號條件，
故答案為：$\frac{50m}{53}$；NaOH．

點評 本題考查了有關物質的量濃度的計算、利用化學方程式的計算，題目難度中等，注意掌握物質的量與摩爾質量、物質的量濃度之間的轉化關系，第二問中需要通過討論完成，注意掌握通過討論法解答化學計算題的方法與技巧．