Question

为确定Na₂CO₃和NaHCO₃混合物样品的组成，称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0 mL，充分反应，产生CO₂的体积(已折算成标准状况下的体积，不考虑CO₂在水中的溶解)如下表：

实验序号	I	II	III	IV
盐酸体积(mL)	30.0	30.0	30.0	30.0
样品质量(g)	2.96	3.70	5.18	6.66
CO2体积(mL)	672	840	896	672

(1)样品中物质的量之比n(Na₂CO₃)：n(NaHCO₃)=_________。

(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)=______________。

Answer

（1）2

（2）2.50mol/L

【解析】

试题分析：（1）结合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，随着样品质量增加，生成二氧化碳的体积逐渐增大，说明Ⅰ、Ⅱ中盐酸过量，Na2CO3和NaHCO3的完全反应，设出Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y，则①106x+84y=2.96、②x+y=0.672L÷22.4L/mol=0.03mol，联立①②解得：x=0.02mol、y=0.01mol，所以样品中物质的量之比n（Na2CO3）：n（NaHCO3）=0.02mol：0.01mol=2：1。故答案为：2：1；

（2）根据实验Ⅲ、Ⅳ可知，Ⅳ中盐酸不足，Na2CO3优先反应生成NaHCO3，设6.66g样品中含有碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2x、x，则106×2x+84x=6.66，解得：x=0.0225mol，即6.66g样品中含有0.045mol碳酸钠、0.0225mol碳酸氢钠，将样品加入盐酸中，先发生反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl，0.045mol碳酸钠完全反应消耗HCl的物质的量为0.045mol，碳酸钠完全反应后发生再发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，生成标准状况下672L二氧化碳消耗HCl的物质的量为：n(HCl)=n(CO2)=0.672L÷22.4L/mol=0.03mol。所以30mL盐酸中含有HCl的物质的量为：0.045mol+0.03mol=0.075mol，该盐酸的物质的量浓度为：c(HCl)=0.075mol/0.03L=2.50mol/L。故答案为：2.50mol/L。

考点：考查有关混合物反应的计算

【名师点睛】本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，正确判断反应物过量情况为解答关键，注意掌握讨论法在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力。无论属于哪种类型的计算题目，思维模式首先考虑：“以物质的量为中心，依据质量守恒和电子守恒列关系式”。根据化学方程式的有关计算总体原则是：以物质的量为中心，依据质量守恒和电子守恒列关系式。根据化学方程式的计算，多以物质的量为核心，考查物质的量、阿伏伽德罗常数、物质的量浓度、物质的质量、摩尔质量、气体的体积、气体摩尔体积等相关物理量的转化关系，以及反应物的转化率或产物的产率的计算，同时还可以融入多种化学解题思想，比如极值法、差量法、守恒法、讨论法、特殊值法等，是历来高考的重点内容。（1）有关化合价计算题型：首先明确物质中各元素的化合价，依据化合价代数和等于0列关系式；（2）有关化学方程式计算题型：一定要准确找出相关物质之间的计量数关系，如果有一种反应物过量，则应根据量少的反应物来进行计算；如果涉及多步反应，可以根据几个化学方程式找出有关物质的关系式进行计算，使计算简化；如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算；如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。