问题 填空题

现有3.58gNa2CO3和NaHCO3的固体混合物,将其制成溶液后,边搅拌边逐滴滴加80.0ml 1.0mol/L 盐酸,反应完全后生成的CO2气体折算成标准状况下的体积为896ml(设气体全部逸出,下同)。回答下列问题:

(1)其中            过量。

(2)固体混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为          

(3)取xg上述Na2CO3和NaHCO3的固体混合物,将其制成溶液后,边搅拌边逐滴滴加40.0ml 1.0mol/L 盐酸,反应完全后生成的CO2气体折算成标准状况下的体积为448ml,则x的值可能为        

(4)取xg上述Na2CO3和NaHCO3的固体混合物,将其制成溶液后,边搅拌边逐滴滴加40.0ml 1.0mol/L 盐酸,反应完全后生成的CO2气体折算成标准状况下的体积为yml,当2.864≤x<14.32时,y与x的函数关系式是y=       

答案

(1)盐酸(2)1:3 (3)1.79或7.16 (4)896-62.57x(或896-11200x/179)

题目分析:(1)相同质量的Na2CO3和NaHCO3,Na2CO3消耗的盐酸的量比较多,所以假设3.58g都为Na2CO3,则完全与盐酸反应,需要盐酸的物质的量n=3.58/106×2=0.0675mol,而80.0ml 1.0mol/L 盐酸中HCl的物质的量为0.08×1.0=0.08,所以盐酸过量;(2)设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为a和b,则106a+84b=3.58,a+b=0.896/22.4,联立可以解得a=0.01mol,b=0.03mol,故固体混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比为:1:3;(3)反应完全后生成的CO2气体折算成标准状况下的体积为448ml,即二氧化碳物质的量为0.448/22.4=0.02mol,所以有两种可能,一种是xg该混合物全部反应,即设xg中,Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为a和3a,则4a=0.02,所以a=0.005mol,即x=106×0.005+84×0.015=1.79g,第二种可能是盐酸不足量,则溶液中的溶质为氯化钠和碳酸氢钠,设该固体中Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为a和3a,根据钠元素和碳元素的守恒可以知道2a+3a=0.04×1+a+3a-0.02,即a=0.02,3a=0.06,所以x=106×0.02+84×0.06=7.16g;(4)取xg上述Na2CO3和NaHCO3的固体混合物,将其制成溶液后,边搅拌边逐滴滴加40.0ml 1.0mol/L 盐酸,盐酸的物质的量为0.04mol,设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为a和3a,则x=106×a+84×3a=358a,所以a=x/358,当反应完全后生成的CO2气体折算成标准状况下的体积为yml,当2.864=x时,则盐酸刚好完全被消耗,生成的气体最多,随着x的量的不断增加,盐酸不足,即部分碳酸氢钠没有反应,生成的气体越来越少,知道x=14.32,不再生成气体,根据:

Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,可以知道该步反应消耗的盐酸为amol,生成了amol NaHCO3,所以NaHCO3的物质的量为4amol,而盐酸的物质的量剩下(0.04-a)mol,根据:

NaHCO3+HCl=CO2↑+H2O+NaCl可以知道生成CO2的物质的量为(0.04-a)mol,即y与x的函数关系式是y=(0.04-a)×22.4×1000=(0.04- x/358)×22.4×1000=896-11200x/179。

点评:本题考查了碳酸盐与酸的反应,本题题需要学生具有较强的分析能力,该题难度比较大。

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