Question

【題目】將5 g碳酸鈉、碳酸氫鈉和氫氧化鈉固體混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向該溶液中逐滴加入2mol/L的鹽酸，當加入鹽酸的體積為45mL時產生CO2的體積為896 mL（標準狀況），之后再加入鹽酸不再產生CO2。

(1)當加入40 mL鹽酸時，產生二氧化碳的體積為_________mL；（標準狀況）

(2)計算原混合物中Na2CO3的質量分數為____________；

(3)請在右圖中繪制出加入鹽酸體積與產生CO2體積的關系曲線。（要在縱坐標上標明標準狀況下CO2體積的數值）____________

Answer 1

【答案】 672 42.4﹪

【解析】試題分析：逐滴加入2mol/L的鹽酸45mL時產生CO2的體積最大為896 mL，則可知混合物中碳元素的物質的量為0.04 mol，鈉元素的物質的量為2mol/L×0.045L=0.09 mol，在溶液中只含氫氧化鈉和碳酸鈉兩種溶質，根據元素守恒可計算溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉的物質的量；滴加鹽酸依次發生H++OH- ═H2O、CO32-+H+═HCO3-、HCO3-+H+═CO2↑+H2O三個反應。
（3）根據元素守恒可及三種物質的總質量來計算原混合物中碳酸鈉的質量。

解析：設溶液中氫氧化鈉、碳酸鈉的物質的量分別為xmol、ymol

根據元素守恒， ，解得x=0.01mol，滴加鹽酸依次發生H++OH- ═H2O、CO32-+H+═HCO3-、HCO3-+H+═CO2↑+H2O三個反應，H++OH- ═H2O反應消耗鹽酸5mL; CO32-+H+═HCO3-反應消耗鹽酸20mL;

HCO3-+H+═CO2↑+H2O反應消耗鹽酸20mL；根據分析，當加入40 mL鹽酸時，HCO3-+H+═CO2↑+H2O反應只消耗15mL的鹽酸，產生二氧化碳的體積為0.672 L=672mL； (2)根據水溶液中只含氫氧化鈉和碳酸鈉，說明原混合物溶于水時碳酸氫鈉與氫氧化鈉完成反應生成碳酸鈉后，剩余0.01mol氫氧化鈉，根據HCO3-+OH-═CO32-+H2O，設原混合物中計算原混合物中碳酸氫鈉的物質的量為a mol，Na2CO3的物質的量為bmol，則氫氧化鈉的物質的量為a+0.01 mol；根據鈉元素守恒a+ a+0.01+2b=0.09；根據質量守恒84a+40(a+0.01)+106b=5，b=0.02mol，a=0.02mol，原混合物中Na2CO3的質量分數為42.4﹪； (3)根據以上分析加入鹽酸體積與產生CO2體積的關系曲線為。