Question

化學研究性學習小組對某Na₂CO₃和Na₂HCO₃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．
【探究思路】用1.00mol/L的稀鹽酸測定樣品溶液的組成．
【實驗探究】取20.0mL樣品溶液不斷加入1.00mol/L的稀鹽酸，加入鹽酸的體積和產生的現象見下表．

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　　象	無氣體	產生氣體	無氣體
解釋	CO32-+H+?HCO3-

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3.8g某Na₂CO₃和NaHCO₃的固體混合物溶于水制成溶液，然后逐滴加入1.0mol/L的稀鹽酸，當滴加到60.0mL時，恰好完全反應．計算樣品中Na₂CO₃和NaHCO₃的物質的量之比

 

；
（2）有同學認為，測定Na₂CO₃和NaHCO₃固體混合物的組成，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，則此時在實驗中需要測定的數據有

 

．

Answer 1

考點：探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質

專題：實驗設計題

分析：【實驗探究】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，氯化氫物質的量和碳酸鈉物質的量相同，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 物質的量得到質量分；
（2）混合物中碳酸氫鈉加熱分解生成碳酸鈉、水、二氧化碳，家少的質量是二氧化碳和水蒸氣的質量，依據質量變化計算碳酸氫鈉物質的量，得到碳酸鈉質量計算質量分數，所以可以加熱混合物固體，稱量反應前后的質量，結合碳酸氫鈉分解化學方程式的定量關系計算．

解答： 解：【實驗探究】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，碳酸鈉全部轉化為碳酸氫鈉，氯化氫物質的量=0.010ml×1.00mol?L^-1=0.01mol，碳酸根離子濃度=

0.01mol

0.02L

=0.500mol/L，
故答案為：CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；0.500 mol?L^-1；
【交流討論】（1）設Na₂CO₃和NaHCO₃的物質的量分別為xmol和ymol，依據質量守恒有：106x+84y=3.8g   ①，最后恰好完全反應，即最終溶液為NaCl，依據鈉離子守恒有：2x+y=1.0mol/L×0.06L   ②，聯立①②，解得x=0.02mol，y=0.01mol，即碳酸鈉與碳酸氫鈉的物質的量之比為0.02：0.01=2：1，故答案為：2：1；
（2）測定Na₂CO₃和NaHCO₃固體混合物中Na₂CO₃的質量分數，可以加熱固體，碳酸氫鈉加熱分解，根據加熱前后固體質量的變化直接計算碳酸氫鈉的質量，得到碳酸鈉質量分數，故答案為：加熱前、后固體的質量．

點評：本題考查了物質現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．