Question

7．取Na₂CO₃•xH₂O和NaHCO₃的固體混合物3.70g溶于水配成20.0mL溶液，所得溶液中Na⁺物質(zhì)的量濃度為1.5mol/L，向該溶液中滴入鹽酸直至沒(méi)有氣體放出為止，用去鹽酸5.0mL，并收集到448mL CO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．試計(jì)算：
（1）Na₂CO₃•xH₂O和NaHCO₃的物質(zhì)的量；
（2）x的值；
（3）所用稀鹽酸的物質(zhì)的濃度；
（4）將3.70g原固體混合物加熱灼燒至恒重，求殘留固體質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mL二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，所得溶液中Na⁺物質(zhì)的量濃度為1.5mol/L，則含有Na⁺物質(zhì)的量為：1.5mol/L×0.02L=0.03mol，設(shè)Na₂CO₃•xH₂O和NaHCO₂的物質(zhì)的量，分別根據(jù)鈉離子守恒、C原子守恒列式計(jì)算；
（2）Na₂CO₃•xH₂O和NaHCO₃的固體混合物3.70g，結(jié)合二者的物質(zhì)的量列式計(jì)算出x；
（3）向該溶液中滴入鹽酸直至沒(méi)有氣體放出為止，用去鹽酸5.0mL，此時(shí)溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)質(zhì)量守恒可得：n（HCl）=n（NaCl）=n（Na⁺）=0.03mol，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算出該鹽酸的濃度；
（4）將3.70g原固體混合物加熱灼燒至恒重，殘留固體為碳酸鈉，反應(yīng)過(guò)程中鈉離子的物質(zhì)的量不變，則反應(yīng)后固體中n（Na₂CO₃）=$\frac{1}{2}$n（Na⁺）=0.015mol，再根據(jù)m=nM計(jì)算出殘留固體的質(zhì)量．

解答 解：（1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mL二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，
所得溶液中Na⁺物質(zhì)的量濃度為1.5mol/L，則含有Na⁺物質(zhì)的量為：1.5mol/L×0.02L=0.03mol，
設(shè)Na₂CO₃•xH₂O和NaHCO₂的物質(zhì)的量分別為y、z，
則：$\left\{\begin{array}{l}{y+z=0.02mol}\\{2y+z=0.03mol}\end{array}\right.$，
解得：y=0.01、z=0.01mol，
即：Na₂CO₃•xH₂O和NaHCO₃的物質(zhì)的量都為0.01mol，
答：Na₂CO₃•xH₂O和NaHCO₃的物質(zhì)的量都為0.01mol；
（2）Na₂CO₃•xH₂O和NaHCO₃的固體混合物3.70g，二者的物質(zhì)的量都是0.01mol，則：（106+18x）g/mol×0.01mol+84g/mol×0.01mol=3.70g，
解得：x=10，
答：化學(xué)式Na₂CO₃•xH₂O中x為10；
（3）向該溶液中滴入鹽酸直至沒(méi)有氣體放出為止，用去鹽酸5.0mL，此時(shí)溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)質(zhì)量守恒可得：n（HCl）=n（NaCl）=n（Na⁺）=0.03mol，
則該鹽酸的濃度為：$\frac{0.03mol}{0.005L}$=6mol/L，
答：該鹽酸的物質(zhì)的量濃度為6mol/L；
（4）將3.70g原固體混合物加熱灼燒至恒重，殘留固體為碳酸鈉，反應(yīng)過(guò)程中鈉離子的物質(zhì)的量不變，則反應(yīng)后固體中n（Na₂CO₃）=$\frac{1}{2}$n（Na⁺）=0.015mol，質(zhì)量為：106g/mol×0.015mol=1.59g，
答：將3.70g原固體混合物加熱灼燒至恒重，殘留固體質(zhì)量為1.59g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意熟練掌握守恒思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．