Question

将2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶解于水，制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1mol•L^-1的盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO₂的体积（标准状况）关系如图所示：
（1）写出OA段所发生反应的离子方程式______、______．
（2）当加入35mL盐酸时，产生CO₂的体积为______mL（标准状况）．
（3）计算原混合物中NaOH的质量及碳酸钠的质量分数______．

Answer

（1）在溶液中碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠，结合图象可知，开始没有二氧化碳气体生成，则制成的稀溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠，则OA段先发生酸碱中和，再发生碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠与氯化钠．
（2）结合图象可知，当加入35mL盐酸时，25～35mL发生碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体；
（3）由三种物质消耗酸的体积及三种物质的总质量来计算．
【解析】
（1）在溶液中碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠，结合图象可知，开始没有二氧化碳气体生成，则制成的稀溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠，则OA段0～5mL先发生酸碱中和，
其离子反应方程式为H++OH-═H2O，再发生碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠与氯化钠，其离子反应方程式为CO32-+H+═HCO3-，
故答案为：H++OH-═H2O；CO32-+H+═HCO3-；
（2）结合图象可知，当加入35mL盐酸时，25～35mL发生碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体，
设生成二氧化碳的物质的量为n，生成气体时消耗的酸的物质的量为（35-25）×10-3L×1mol•L-1=0.01mol，则
   HCO3-+H+═CO2↑+H2O
      1    1
   0.01mol  n
，解得n=0.01mol，标准状况下其体积为0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL，
故答案为：224；
（3）设碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的物质的量分别为x、y、z，则
①x+y=1mol/L×（0.045-0.025）L
②x+z=1mol/L×0.025L
③84g/mol•x+106g/mol•y+40g/mol•z=2.5g
联立①②③式解得x=0.01mol，y=0.01mol，z=0.015mol
故NaOH的质量为0.015mol×40g/mol=0.6g，
Na2CO3的质量分数为，
答：原混合物中NaOH的质量为0.6g，碳酸钠的质量分数为42.4%．