Question

一化學研究性學習小組對某Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液（以下簡稱“樣品溶液”）的組成進行探究．請按要求完成下列研究報告．
【資料獲悉】36.5%的濃鹽酸的密度為1.19g?cm^-3．
【探究思路】用1.00mol?L^-1的稀鹽酸測定樣品溶液的組成．
【實驗探究】用36.5%的濃鹽酸配制1.00mol?L^-1的稀鹽酸需要的玻璃儀器有燒杯、容量瓶、量筒、______．
取20.0mL樣品溶液不斷加入1.00mol?L^-1的稀鹽酸，加入鹽酸的體積和產(chǎn)生的現(xiàn)象見下表．

反應階段	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
鹽酸體積x/mL	0＜x≤10.0	10.0＜x≤40.0	x＞40.0
現(xiàn)　象	無氣體	有氣體	無氣體

第I階段溶液中反應的離子方程式為：______．
樣品溶液中c（CO₃^2-）=______．
【交流討論】（1）如果將2.85g 某Na₂CO₃和NaHCO₃的固體混合物溶于水制成溶液，然后逐滴加入1.00mol?L^-1的稀鹽酸并充分反應，若第Ⅰ階段消耗鹽酸的體積為15.0mL，當?shù)渭拥?5.0mL時，反應的第Ⅱ階段結(jié)束．則此Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)是多少？
（2）有同學認為，測定Na₂CO₃和NaHCO₃固體混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)，完全不必將混合物配制成溶液，也不必要使用其他反應試劑，即可達到目的，則此時實驗的主要操作方法的名稱是稱量和______，在實驗中需要測定的數(shù)據(jù)有______．

Answer 1

解：【實驗探究】依據(jù)溶液配制過程和操作步驟分析可知，用量筒量取濃鹽酸，在燒杯中加水溶解，用玻璃棒不斷攪拌，沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到容量瓶中，用膠頭滴管定容，
第一階段無氣體生成說明鹽酸滴入溶液中發(fā)生的是碳酸根離子和氫離子生成碳酸氫根離子的過程，反應為CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗鹽酸體積10ml，碳酸鈉全部轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉，氯化氫物質(zhì)的量=0.010ml×1.00mol?L^-1=0.01mol，碳酸根離子濃度==0.500mol/L；
故答案為：玻璃棒、膠頭滴管；CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；0.500 mol?L^-1；
（1）第一階段無氣體生成說明鹽酸滴入溶液中發(fā)生的是碳酸根離子和氫離子生成碳酸氫根離子的過程，第Ⅰ階段消耗鹽酸的體積為15.0mL發(fā)生的反應為：
CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-
1 1
0.015mol 0.015L×1.00mol/L
碳酸鈉質(zhì)量=0.015mol×106g/mol=1.59g；
此Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)=×100%=55.8%，
答：Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)為55.8%；
（2）測定Na₂CO₃和NaHCO₃固體混合物中Na₂CO₃的質(zhì)量分數(shù)，可以加熱固體，碳酸氫鈉加熱分解，根據(jù)加熱前后固體質(zhì)量的變化直接計算碳酸氫鈉的質(zhì)量，得到碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)，故答案為：加熱；加熱前、后固體的質(zhì)量．
分析：【實驗探究】依據(jù)溶液配制過程和操作步驟分析需要用到的儀器，第一階段無氣體生成說明鹽酸滴入溶液中發(fā)生的是碳酸根離子和氫離子生成碳酸氫根離子的過程，氯化氫物質(zhì)的量和碳酸鈉物質(zhì)的量相同，計算得到碳酸根離子的濃度；
【交流討論】（1）混合物中含有的碳酸鈉可以利用滴入鹽酸物質(zhì)的量，發(fā)生的第一階段發(fā)生的反應定量關系進行計算碳酸鈉 物質(zhì)的量得到質(zhì)量分；
（2）混合物中碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳，家少的質(zhì)量是二氧化碳和水蒸氣的質(zhì)量，依據(jù)質(zhì)量變化計算碳酸氫鈉物質(zhì)的量，得到碳酸鈉質(zhì)量計算質(zhì)量分數(shù)，所以可以加熱混合物固體，稱量反應前后的質(zhì)量，結(jié)合碳酸氫鈉分解化學方程式的定量關系計算．
點評：本題考查了物質(zhì)現(xiàn)在的探究實驗分析判斷，溶液配制的過程和步驟分析，注意碳酸鈉滴入鹽酸的反應特征，題目難度中等．