Question

今有氫氧化鈉、碳酸氫鈉以及與其他物質(zhì)都不反應、受熱也不分解的雜質(zhì)組成的固體混合物17.110g，放入密閉容器中加熱至250℃，經(jīng)充分反應后，將容器中的氣體通入過量的澄清石灰水中得到白色沉淀2.500g，當容器中的殘留固體冷卻到室溫后，全部溶于水制成50mL 溶液．從中取出10.00mL，恰好可與含HCl 1.825g 鹽酸溶液25.00mL 中和至中性，求原混合物中含雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

【答案】分析：氫氧化鈉、碳酸氫鈉放入密閉容器中加熱至250℃，氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉和水，過量的碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；生成的二氧化碳與能澄清石灰水生成碳酸鈣沉淀，因此，利用沉淀碳酸鈣的質(zhì)量可計算放出氣體二氧化碳的質(zhì)量，再由二氧化碳的質(zhì)量可計算出分解的碳酸氫鈉的質(zhì)量及生成的碳酸鈉的質(zhì)量；
根據(jù)溶液的均一性，從50mL溶液取出10mL溶液時，溶液中溶質(zhì)質(zhì)量也為原溶質(zhì)質(zhì)量的；
碳酸鈉溶液呈堿性，與鹽酸完全反應生成氯化鈉和水，溶液呈中性；利用反應消耗鹽酸的質(zhì)量計算出加熱后殘留固體中碳酸鈉的質(zhì)量，用其質(zhì)量減去碳酸氫分解產(chǎn)生的碳酸鈉，所得碳酸鈉質(zhì)量即為氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應所生成碳酸鈉質(zhì)量，由此計算混合物中氫氧化鈉與碳酸氫鈉的質(zhì)量；
最后使用混合物的質(zhì)量減去氫氧化鈉和碳酸氫鈉的質(zhì)量即可求得混合物中雜質(zhì)質(zhì)量，雜質(zhì)質(zhì)量與混合物質(zhì)量比求出混合物中所含雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．
解答：解：設氣體二氧化碳的質(zhì)量為x
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
        44   100
        x    2.500g
 
x=1.100g
設碳酸氫鈉的質(zhì)量為y，生成碳酸鈉的質(zhì)量為z
2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑
168         106       44
 y           z      1.100g
  y=4.200g
  z=2.650g
設與1.825gHCl恰好完全反應的碳酸鈉的質(zhì)量為a
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73            
 a     1.825g
 
a=2.650g
則冷卻到室溫后殘留固體中碳酸鈉的質(zhì)量=2.650g×5=13.250g，其中由氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應生成碳酸鈉的質(zhì)量=13.250g-2.650g=10.600g
設氫氧化鈉與碳酸氫鈉反應生成10.600g碳酸鈉的同時生成水的質(zhì)量為b
NaOH+NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O
             106   18
          10.600g   b
 
b=1.800g
根據(jù)質(zhì)量質(zhì)量守恒定律，氫氧化鈉和碳酸氫鈉的質(zhì)量=10.600g+1.800g=12.400g
混合物中所含雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=×100%≈2.98%
答：原混合物中含雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)約為2.98%．
點評：在解答本題時需要注意到氫氧化鈉與碳酸氫鈉的混合時反應生成碳酸鈉和水，而當碳酸氫鈉過量時加熱才會分解出二氧化碳氣體．