下列实验方案中,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数的是( )A. 取ag混合物充分加热,质量减少bgB. 取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干,灼烧,得到bg固体C. 取ag混合物与NaOH溶液充分反应,得到bg溶液D. 取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加bg
A. 取ag混合物充分加热,质量减少bg
B. 取ag混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干,灼烧,得到bg固体
C. 取ag混合物与NaOH溶液充分反应,得到bg溶液
D. 取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体经干燥后用碱石灰吸收,质量增加bg
题目解答
答案
解析
本题考查混合物中某成分质量分数的测定方法,核心在于利用化学反应建立物质的量关系。关键点在于判断各选项是否能通过实验数据建立关于Na₂CO₃和NaHCO₃的独立方程。若实验结果仅能得出总物质的量或无法区分两者,则无法单独求出Na₂CO₃的质量分数。
选项分析
A. 取ag混合物充分加热,质量减少bg
NaHCO₃受热分解:
$2\text{NaHCO}_3 \xrightarrow{\Delta} \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
减少的质量bg对应分解的NaHCO₃,可计算其物质的量,进而求出Na₂CO₃的质量分数。可行。
B. 取ag混合物与足量稀盐酸反应,得到bg NaCl固体
反应方程:
$\text{Na}_2\text{CO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
$\text{NaHCO}_3 + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
设Na₂CO₃为$x$ mol,NaHCO₃为$y$ mol,列方程:
$106x + 84y = a$
$58.5(x + y) = b$
联立可解出$x$,可行。
C. 取ag混合物与NaOH溶液反应,得到bg溶液
NaHCO₃与NaOH反应:
$\text{NaHCO}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O}$
反应后溶液中溶质为Na₂CO₃(原Na₂CO₃和新生成的Na₂CO₃混合),无法区分两者物质的量,无法建立独立方程,不可行。
D. 取ag混合物与稀硫酸反应,气体质量增加bg
总反应生成CO₂:
$x + y = \frac{b}{44}$
结合总质量方程$106x + 84y = a$,可解出$x$,可行。