Question

碳銨和消石灰在200℃共熱時可發生如下反應：
NH₄HCO₃+Ca（OH）₂ 

△

CaCO₃+NH₃↑+2H₂O↑； 
NH₄HCO₃ 

△

NH₃↑+CO₂↑+H₂O↑．
現取碳銨和消石灰的混合物，其中碳酸氫銨的物質的量與混合物總物質的量的比值為x．在密閉容器中加熱至200℃，充分反應后排出多余的氣體，冷卻稱量，剩余固體質量為yg．
（1）若碳銨和消石灰的混合物的總量為0.1mol，
①x=0.5時，剩余固體是

 

，質量是

 

g．
②若x取不同數值，請以x為橫坐標，y為縱坐標，在圖中畫出變化的圖象．

（2）若碳銨和消石灰的混合物的總量為amol，當x取不同值時，y的值是多少？（用含a、x的式子表示）

 

．

Answer 1

分析：（1）①碳酸氫銨的物質的量與混合物總物質的量的比值x=0.5，根據題中反應方程式可知，反應剩余固體為碳酸鈣，碳酸鈣的物質的量取決于氫氧化鈣的物質的量；
②根據x=0、x=1、x=0.5時計算出反應后固體的質量，然后在圖中畫出變化的圖象；
（2）當x=0.5時，碳酸氫銨與氫氧化鈣恰好完全反應，所以根據反應方程式討論當0＜x≤0.5、0.5≤x＜1時剩余固體成分，并計算出剩余固體質量．

解答：（1）①碳酸氫銨和氫氧化鈣的化合物加熱反應中，反應后的固體為碳酸鈣，x=0.5、碳銨和消石灰的混合物的總量為0.1mol可知，氫氧化鈣的物質的量為0.05mol，反應生成了0.05mol碳酸鈣固體，質量為：100g/mol×0.05mol=5g，
故答案為：碳酸鈣；5；   
②當x=1時，原固體完全為碳酸氫銨，加熱后沒有固體剩余；x=0.5時，剩余固體為碳酸鈣，質量為5g，當x=0時，固體完全為氫氧化鈣，質量為7.4g，所以據此畫出剩余固體質量與碳酸氫銨在混合物中質量分數的圖象為：

故答案為：
；

（2）當0＜x≤0.5時，碳酸氫銨少量，氫氧化鈣過量，反應后剩余氫氧化鈣的質量為：74a（1-2x），反應生成了xamol碳酸鈣，碳酸鈣的質量為100x，所以反應后固體質量為：y=74a（1-2x）+100xa=74a-48ax；
當0.5≤x＜1時，碳酸氫銨過量，反應后的固體為碳酸鈣，碳酸鈣的物質的量等于氫氧化鈣的物質的量，所以反應后的固體質量為：y=y=100a（1-x），
故答案為：0＜x≤0.5，y=74a-48ax；0.5≤x＜1，y=100a（1-x）．

點評：本題考查了有關混合物反應的計算、有關范圍討論的計算，題目難度中等，注意掌握根據反應方程式進行的有關混合物的計算，本題中（2）為難點和易錯點，解題關鍵在于正確選擇討論范圍．