Question

取16.8g碳酸氫鈉固體，加熱一段時間后，剩余固體的質量為13.7g．把剩余固體加入到100mL 2mol/L的稀硫酸中，充分反應后溶液中H⁺的濃度約為________mol/L．

Answer 1

2
分析：依據碳酸氫鈉分解前后質量變化計算反應的碳酸氫鈉和生成的碳酸鈉，確定反應后固體中碳酸氫鈉和碳酸鈉的物質的量，結合碳酸氫鈉、碳酸鈉和硫酸反應的化學方程式計算剩余氫離子濃度；
解答：16.8g碳酸氫鈉固體，加熱一段時間后，剩余固體的質量為13.7g．n（NaHCO₃）==0.2mol；依據反應前后質量減小計算：
2NaHCO₃=Na₂CO₃+CO₂+H₂O△m
2          1              62g
0.1mol    0.05mol        16.8g-13.7g=3.1g
計算得到固體中含NaHCO₃ 物質的量為0.1mol；Na₂CO₃物質的量為0.05mol；
100mL 2mol/L的稀硫酸中n（H⁺）=0.1L×2mol/L×2=0.4mol；
  HCO₃^-+H⁺=H₂O+CO₂↑；  CO₃2-+2H⁺=H₂O+CO₂↑
  1    1                1    2
0.1mol 0.1mol       0.05mol  0.1mol
所以溶液中剩余氫離子物質的量=0.4mol-0.1mol-0.1mol=0.2mol；
C（H⁺）==2mol/L
或依據元素守恒得到，最終碳酸氫鈉全部和硫酸反應生成Na₂SO₄，硫酸剩余，剩余得到的是硫酸鈉和硫酸的混合液，溶液中存在電荷守恒：C（H⁺）+C（Na⁺）=2C（SO₄^2-）+C（OH^-）；酸溶液中氫氧根離子濃度較小忽略不計，得到C（H⁺）+C（Na⁺）=2C（SO₄^2-），其中C（Na⁺）==2mol/L；C（SO₄^2-）=2mol/L，代入得到C（H⁺）=2mol/L；
故答案為：2
點評：本題考查了碳酸氫鈉、碳酸鈉性質的應用和計算分析判斷，主要是化學反應的質量差量計算應用，題目難度中等．