题目
准确称取某混合碱 m_s (g),溶解后,先用酚酞作指示剂,用 c , (mol) cdot (L)^-1 标准 (HCl) 溶液滴定至红色恰好消失,用去 (HCl) 溶液 15.45 , (mL) ,继续用甲基橙作指示剂,滴定至橙红色,又消耗该标准 (HCl) 溶液 12.38 , (mL) 。下列对于该混合碱样的组成判断正确的是()A. (Na)_2(CO)_3 B. (NaOH) + (Na)_2(CO)_3 C. (Na)_2(CO)_3 + (NaHCO)_3 D. (NaHCO)_3
准确称取某混合碱$ m_s $ (g),溶解后,先用酚酞作指示剂,用$ c \, \text{mol} \cdot \text{L}^{-1} $ 标准$ \text{HCl} $ 溶液滴定至红色恰好消失,用去$ \text{HCl} $ 溶液$ 15.45 \, \text{mL} $,继续用甲基橙作指示剂,滴定至橙红色,又消耗该标准$ \text{HCl} $ 溶液$ 12.38 \, \text{mL} $。下列对于该混合碱样的组成判断正确的是()
A. $ \text{Na}_2\text{CO}_3 $
B. $ \text{NaOH} + \text{Na}_2\text{CO}_3 $
C. $ \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{NaHCO}_3 $
D. $ \text{NaHCO}_3 $
题目解答
答案
B. $ \text{NaOH} + \text{Na}_2\text{CO}_3 $
解析
本题考查混合碱组成的判断,解题思路是根据双指示剂法滴定混合碱时,不同组成的混合碱消耗标准盐酸溶液的体积关系来进行判断。
在双指示剂法中,用酚酞作指示剂时,发生的反应为:
- 若混合碱中有$NaOH$,则$NaOH + HCl = NaCl + H_2O$;
- 若混合碱中有$Na_2CO_3$,则$Na_2CO_3 + HCl = NaHCO_3 + NaCl$。
此时消耗$HCl$溶液的体积记为$V_1$。
继续用甲基橙作指示剂时,发生的反应为:
- 若混合碱中有$NaHCO_3$(可能是第一步反应生成的,也可能是原混合碱中就有的),则$NaHCO_3 + HCl = NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$。
此时消耗$HCl$溶液的体积记为$V_2$。
下面对各选项进行分析:
- 选项A:若混合碱仅为$Na_2CO_3$
第一步反应$Na_2CO_3 + HCl = NaHCO_3 + NaCl$,第二步反应$NaHCO_3 + HCl = NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$,这两步反应中$Na_2CO_3$与$HCl$反应的化学计量比都是$1:1$,所以消耗$HCl$溶液的体积相等,即$V_1 = V_2$。而题目中$V_1 = 15.45 \, \text{mL}$,$V_2 = 12.38 \, \text{mL}$,$V_1 \neq V_2$,所以该选项错误。 - 选项B:若混合碱为$NaOH + Na_2CO_3$
第一步反应中,$NaOH$与$HCl$反应$NaOH + HCl = NaCl + H_2O$,$Na_2CO_3$与$HCl$反应$Na_2CO_3 + HCl = NaHCO_3 + NaCl$;第二步反应中,第一步生成的$NaHCO_3$与$HCl$反应$NaHCO_3 + HCl = NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$。显然第一步消耗的$HCl$体积$V_1$大于第二步消耗的$HCl$体积$V_2$,即$V_1 > V_2$,与题目数据相符,所以该选项正确。 - 选项C:若混合碱为$Na_2CO_3 + NaHCO_3$
第一步反应中,$Na_2CO_3$与$HCl$反应$Na_2CO_3 + HCl = NaHCO_3 + NaCl$;第二步反应中,原有的$NaHCO_3$和第一步生成的$NaHCO_3$都与$HCl$反应$NaHCO_3 + HCl = NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$。所以第二步消耗的$HCl$体积$V_2$大于第一步消耗的$HCl$体积$V_1$,即$V_2 > V_1$,与题目数据不符,所以该选项错误。 - 选项D:若混合碱仅为$NaHCO_3$
用酚酞作指示剂时,$NaHCO_3$不与$HCl$反应,即$V_1 = 0$,而题目中$V_1 = 15.45 \, \text{mL}$,所以该选项错误。