Question

13．NaHCO₃是一種酸式鹽，其水溶液顯堿性，是重要的化工產品和化學試劑．
（1）NaHCO₃俗稱小蘇打，其水溶液顯堿性的原因是（用離子方程式表示）HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）工業(yè)上制備NaHCO₃的方法是：先向飽和食鹽水通入足量的NH₃，再通入過量的CO₂得到NaHCO₃沉淀，寫出該反應的化學方程式NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．
（3）泡沫滅火器內含一定濃度的NaHCO₃（置于鐵桶內）和Al₂（SO₄）₃溶液（置于玻璃瓶內）以及起泡劑，使用時把滅火器倒置即有泡沫狀物質噴出．
①倒置滅火器時發(fā)生反應的離子方程式是Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②有人認為Na₂CO₃價格便宜，建議用等物質的量濃度、等體積的Na₂CO₃溶液代替NaHCO₃溶液．你認為此建議不合理（填“合理”或“不合理”），理由是等濃度、等體積的NaHCO₃與Na₂CO₃相比，和Al₂（SO₄）₃溶液反應時，NaHCO₃生成的CO₂既快又多．
（4）由NaHCO₃和KHCO₃組成的混合物，與50mL等濃度的鹽酸分別反應，測得如下數據：

	50mL鹽酸	50mL鹽酸	50mL鹽酸
m（混合物）	9.2g	15.7g	27.6g
V（CO2）（標況）	2.24L	3.36L	3.36L

①該混合物中NaHCO₃的物質的量分數為45.65%；
②所用鹽酸的物質的量濃度是3mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）NaHCO₃俗稱小蘇打，HCO₃^-水解使NaHCO₃溶液顯堿性；
（2）反應物為NaCl、NH₃、CO₂、H₂O，產物為NaHCO₃↓和NH₄Cl，以此寫出化學方程式；
（3）①普通泡沫滅火器是碳酸氫鈉和硫酸鋁溶液混合發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體；
②碳酸根的水解是分步進行的，先水解得到碳酸氫根，進一步水解得到二氧化碳；
（4）①由表中數據可知，加入9.2g混合物時，鹽酸有剩余，混合物完全反應，設9.2 g混合物中NaHCO₃、KHCO₃的物質的量分別為xmol、ymol，根據生成二氧化碳體積、二者質量之和列方程計算，再根據m=nM計算NaHCO₃的質量，進而計算其質量分數；
②求鹽酸濃度需選擇鹽酸不足量的數據進行，隨著混合物質量增加，二氧化碳氣體量不再增加，表明鹽酸全部反應完，由表中數據可知，鹽酸完全反應生成二氧化碳3.36L，結合H⁺+HCO^-₃=H₂O+CO₂↑計算n（HCl），再利用c=$\frac{n}{V}$計算．

解答 解：（1）NaHCO₃俗稱小蘇打，HCO₃^-水解使NaHCO₃溶液顯堿性，水解方程式為HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案為：小蘇打；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）先向飽和食鹽水通入足量的NH₃，再通入過量的CO₂得到NaHCO₃沉淀，化學方程式為NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl，
故答案為：NH₃+CO₂+NaCl+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl；
（3）①普通泡沫滅火器是碳酸氫鈉和硫酸鋁溶液混合發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體，反應的離子方程式為Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②Al₂（SO₄）₃溶液和NaHCO₃溶液混合后會發(fā)生雙水解反應，原理方程式為：Al₂（SO₄）₃+6NaHCO₃═2Al（OH）₃↓+6CO₂↑+3Na₂SO₄，Al₂（SO₄）₃溶液和NaHCO₃溶液的體積比約是1：6，由1mol的碳酸根離子轉化為1molCO₂需2molH⁺，H⁺由Al³⁺提供（水解），在Al³⁺量不變的情況下，碳酸根離子先水解得到碳酸氫根，只能生成HCO₃^-，沒有CO₂，噴不出泡沫，并且雙水解時NaHCO₃表面生成Al（OH）₃后，會阻礙反應的進行，
故答案為：不合理；等濃度、等體積的NaHCO₃與Na₂CO₃相比，和Al₂（SO₄）₃溶液反應時，NaHCO₃生成的CO₂既快又多；
（4）①由表中數據可知，加入9.2g混合物時，鹽酸有剩余，混合物完全反應，設9.2 g混合物中NaHCO₃、KHCO₃的物質的量分別為xmol、ymol，
則有：xmol+ymol=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$①
84g/mol×xmol+100×ymol=9.2g ②
聯立方程，解得：x=0.05 y=0.05，
故混合物中NaHCO₃的質量為0.05mol×84g/mol=4.2g，NaHCO₃的質量分數為$\frac{4.2g}{9.2g}$×100%=45.65%，
故答案為：45.65%；
②由表中數據可知，鹽酸完全反應生成二氧化碳3.36L，結合H⁺+HCO^-₃=H₂O+CO₂↑可知n（HCl）=$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，故鹽酸的濃度為$\frac{0.15mol}{0.05L}$=3mol/L，
故答案為：3．

點評 本題考查了水解反應和混合物的有關計算，為高頻考點，根據二氧化碳的體積變化判斷鹽酸是否完全反應式是關鍵，難度中等．