今有氢氧化钠、碳酸氢钠以及与其他物质都不反应、受热也不分解的杂质组成的固体混合物17.110g,放入密闭容器中加热至250℃,经充分反应后,将容器中的气体通入过量的澄清石灰水中得到白色沉淀2.500g,当容器中的残留固体冷却到室温后,全部溶于水制成50mL 溶液.从中取出10.00mL,恰好可与含HCl 1.825g 盐酸溶液25.00mL 中和至中性,求原混合物中含杂质的质量分数.
设气体二氧化碳的质量为x
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
44 100
x 2.500g
=44 x 100 2.500g
x=1.100g
设碳酸氢钠的质量为y,生成碳酸钠的质量为z
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑ △ .
168 106 44
y z 1.100g
=168 y
y=4.200g44 1.100g
=106 z
z=2.650g44 1.100g
设与1.825gHCl恰好完全反应的碳酸钠的质量为a
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 73
a 1.825g
=106 a 73 1.825g
a=2.650g
则冷却到室温后残留固体中碳酸钠的质量=2.650g×5=13.250g,其中由氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成碳酸钠的质量=13.250g-2.650g=10.600g
设氢氧化钠与碳酸氢钠反应生成10.600g碳酸钠的同时生成水的质量为b
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O
106 18
10.600g b
=106 10.600g 18 b
b=1.800g
根据质量质量守恒定律,氢氧化钠和碳酸氢钠的质量=10.600g+1.800g=12.400g
混合物中所含杂质的质量分数=
×100%≈2.98%17.110g-12.400g-4.200g 17.110g
答:原混合物中含杂质的质量分数约为2.98%.