2024年高中化學新教材同步 必修第一冊 第2章　第1節(jié)　微專題1　Na2CO3與NaHCO3的相關計算

微專題1Na2CO3與NaHCO3的相關計算1．Na2CO3、NaHCO3與足量鹽酸反應的定量關系①生成CO2的速率NaHCO3快②耗酸量等質量Na2CO3耗酸多相同數(shù)目Na2CO3耗酸多③生成CO2的體積等質量NaHCO3產(chǎn)生的多相同數(shù)目相等2.質量差量法在反應前后，物質的質量差和參加該反應的反應物或生成物的質量成正比關系。2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm168g106g62gNaHCO3受熱分解時，當168gNaHCO3反應后，固體質量減少62g，實際參與反應的各物質的質量對應成比例。思考1如果將16.8gNaHCO3加熱一段時間，剩余固體為13.7g，則NaHCO3的分解百分率為多少？如何檢驗有Na2CO3固體生成？提示根據(jù)化學方程式2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O可知，168gNaHCO3反應質量減少62g，題中NaHCO3的質量減少3.1g，因此NaHCO3分解8.4g，所以NaHCO3分解百分率為eq\f(8.4g,16.8g)×100%＝50%。取反應后的固體少許加蒸餾水溶解，滴加氯化鋇或氯化鈣溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，證明有碳酸鈉固體生成。3．圖像分析法(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸①Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，②NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入鹽酸NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。思考2若向NaOH、Na2CO3混合液中滴加鹽酸，依據(jù)反應的先后順序寫出相應的化學方程式，并畫出CO2的體積隨加入鹽酸的體積變化的關系圖。提示①NaOH＋HCl=NaCl＋H2O，②Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3，③NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。1．(2022·大同高一檢測)把一定量的NaHCO3和Na2O2的混合物放在密閉容器中加熱，關于混合物加熱前后消耗的HCl的質量，下列判斷正確的是()A．加熱前消耗的多B．加熱后消耗的多C．加熱前后消耗的一樣多D．無法確定答案C解析加熱前后Na原子的質量不變，由加熱前NaHCO3～NaCl、Na2O2～2NaCl；加熱后Na2CO3～2NaCl，可知混合物與鹽酸反應均轉化為NaCl，所以消耗鹽酸的質量不變，故C正確。2．加熱5.00g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，使碳酸氫鈉完全分解，混合物質量減少了0.93g，則原混合物中碳酸鈉的質量為()A．2.48g B．2.58gC．4.16g D．4.41g答案A解析碳酸氫鈉受熱容易分解，由化學方程式分析可知，固體質量減少的部分就是CO2和H2O的質量，用差量法可快速解決問題：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm16862m(NaHCO3)0.93g則m(NaHCO3)＝2.52g，m(Na2CO3)＝5.00g－2.52g＝2.48g。3．有兩份質量相同的NaHCO3，向第一份中加入鹽酸使其充分反應；將第二份加熱使其完全分解，冷卻至原溫度再加入相同濃度的鹽酸，充分反應，則它們所耗用的鹽酸的體積比為()A．2∶1 B．1∶1C．1∶2 D．4∶1答案B解析本題可從鈉元素守恒的角度考慮。無論NaHCO3是直接與鹽酸反應，還是先加熱分解再與鹽酸反應，Na的量不變，生成NaCl的量相等，則消耗鹽酸的量相等。4．把Na2CO3和NaHCO3的混合物27.4g加熱到質量不再變化時，得殘留固體21.2g。求原混合物中NaHCO3和Na2CO3的質量之比為()A．53∶84 B．84∶53C．1∶1 D．42∶53答案B解析設NaHCO3的質量為xg，則根據(jù)化學方程式可知：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm16862xg(27.4－21.2)g＝6.2gx＝168×eq\f(6.2,62)＝16.8，混合物中碳酸鈉的質量是27.4g－16.8g＝10.6g，所以原混合物中NaHCO3與Na2CO3的質量之比為16.8∶10.6＝84∶53。5．向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3.65g·L－1的稀鹽酸，生成的CO2的質量與加入鹽酸的體積的關系如圖所示。下列判斷正確的是()A．在O～a內，只發(fā)生酸堿中和反應B．a(chǎn)b段發(fā)生反應的離子方程式為COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋CO2↑C．a(chǎn)＝0.3D．原混合溶液中NaOH與Na2CO3的質量之比為1∶2答案C解析在O～a內，先發(fā)生氫離子與氫氧根離子的中和反應，再發(fā)生碳酸根離子與氫離子生成碳酸氫根離子的反應，A項錯誤；a點時的溶液為氯化鈉和碳酸氫鈉的混合溶液，所以ab段發(fā)生反應的離子方程式為HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，B項錯誤；由ab段發(fā)生的反應NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑可知，生成0.44gCO2消耗鹽酸的體積為(0.4－a)L，則3.65g·L－1×(0.4－a)L＝eq\f(36.5×0.44g,44)，解得a＝0.3，C項正確；由計算可得碳酸鈉的質量是1.06g，生成碳酸氫根離子消耗的稀鹽酸的體積是0.1L，則中和氫氧化鈉消耗的稀鹽酸的體積是0.3L－0.1L＝0.2L，所以氫氧化鈉的質量是3.65g·L－1×0.2L×eq\f(40,36.5)＝0.8g，原混合溶液中NaOH與Na2CO3的質量之比為eq\f(0.8,1.06)＝eq\f(40,53)，D項錯誤。6．將一定體積的CO2通入一定濃度的NaOH溶液中，為了測定所得溶液的成分，向該溶液中逐滴加入鹽酸，所加鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積的關系如圖所示：(1)所得溶液中的溶質為________________。(2)OA段發(fā)生反應的離子方程式：______________________________________。AB段發(fā)生反應的離子方程式：___________________________________________。答案(1)NaOH、Na2CO3(2)H＋＋OH－=H2O、H＋＋COeq\o\al(2－,3)=HCOeq\o\al(－,3)H＋＋HCOeq\o\al(－,3)=CO2↑＋H2O解析由圖中消耗鹽酸的體積與產(chǎn)生CO2的體積可知，該溶液的溶質是NaOH和Na2CO3，碳酸根離子轉化為碳酸氫根離子和碳酸氫根離子轉化為二氧化碳消耗的鹽酸是等量的，OA段碳酸鈉消耗20mL鹽酸，所以，前5mL應該是鹽酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應；OA段H＋先與OH－反應生成H2O，待OH－消耗完，H＋再與COeq\o\al(2－,3)反應生成HCOeq\o\al(－,3)。7．有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同學設計如圖所示的實驗裝置，通過測量反應產(chǎn)生的CO2和H2O的質量，來確定該混合物中各組分的質量分數(shù)。(1)實驗步驟：①按圖(夾持裝置未畫出)組裝好實驗裝置后，首先進行的操作是________________________。②稱取樣品，并將其放入硬質玻璃管中；稱量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質量和裝堿石灰的U形管D的質量。③打開彈簧夾K1、K2，關閉K3，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，其目的是_________________。④關閉彈簧夾K1、K2，打開K3，點燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體。裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________________________。⑤打開彈簧夾K1，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后拆下裝置，再次稱量洗氣瓶C的質量和U形管D的質量。(2)關于該實驗方案，請回答下列問題。①若加熱反應后不鼓入空氣，對測定結果的影響是______________________。②E處干燥管中盛放的藥品是堿石灰，其作用是____________________，如果實驗中沒有該裝置，則會導致測得的NaHCO3的質量分數(shù)__________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。③若樣品質量為wg，反應后C、D裝置增加的質量分別為m1g、m2g，則混合物中Na2CO3·10H2O的質量分數(shù)為____________(用含w、m1、m2的代數(shù)式表示)。答案(1)①檢查裝置氣密性③除去裝置中的水蒸氣和二氧化碳④2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、Na2CO3·10H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋10H2O(2)①Na2CO3·10H2O和NaHCO3的質量分數(shù)測定結果偏小，NaCl的質量分數(shù)測定結果偏大②防止空氣中的CO2和水蒸氣進入D中影響測定結果偏大③eq\f(286m1－\f(18m2,44),180w)×100%解析(1)①組裝好實驗裝置后首先應檢查裝置氣密性。③由于裝置中存在CO2和水蒸氣，應先除去裝置中的CO2和水蒸氣。④由物質的性質可知，在加熱時該裝置中發(fā)生的反應為2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、Na2CO3·10H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋10H2O。(2)①加熱后有部分CO2和水蒸氣會殘留在裝置中，必須鼓入空氣使其完全被吸收，若不鼓入空氣，則測得的NaHCO3和Na2CO3·10H2O的質量分數(shù)偏小，NaCl的質量分數(shù)偏大。②裝置E是防止空氣中的CO2和水蒸氣進入裝置D，如果沒有該裝置，會使測得的NaHCO3的質量分數(shù)偏大。③由題目信息知，反應放出的CO2的質量為m2g，根據(jù)