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：

(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

2：1或2 2.50mol/L

【解析】（1）对比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完全反应，设出Ⅰ中碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量，然后根据总质量、生成二氧化碳的量列式计算；

（2）根据实验Ⅲ、Ⅳ可知，Ⅳ中盐酸不足，碳酸钠优先反应生成碳酸氢钠，然后碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳，根据（1）的计算结果计算出碳酸钠的物质的量，再根据反应计算出HCl的物质的量，最后计算出该盐酸的浓度。

（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完全反应，设出Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为xmol、ymol，则①106x+84y=2.96、②x+y=0.672÷22.4=0.03，联立①②解得：x=0.02、y=0.01，所以样品中物质的量之比n（Na2CO3）：n（NaHCO3）=0.02mol：0.01mol=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2zmol、zmol，则106×2z+84z=6.66，解得：z=0.0225，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0.672L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。