Question

今有堿金屬的兩種碳酸鹽和堿土金屬(Mg、Ca等二價金屬)的一種不溶性碳酸鹽組成的混合物。取7.560 g該混合物與過量鹽酸完全反應，放出CO₂體積為1.344 L(標準狀況)。另取等質量的原混合物加水攪拌，可濾出不溶性鹽1.420 g。取過濾后濾液的1/10體積，向其中緩慢滴加濃度為0.2500 mol/L的鹽酸，并同時記錄放出的CO₂的體積(標準狀況)和消耗鹽酸的體積，得到如圖所示的曲線。通過計算，確定這兩種堿金屬碳酸鹽的化學式。

 

Answer 1

答案：
解析：

(1)按圖分析，堿金屬碳酸鹽中：     n(CO)=0.2500×0.012×10=0.03(mol)，     n(HCO)=×－0.03=0.02(mol)。     由濾出的1.420 g不溶物(堿土金屬難溶鹽)可計算出兩種堿金屬碳酸鹽的質量為：     7.56－1.42=6.14(g)。     (2)設堿金屬的兩種碳酸鹽中堿金屬元素的相對原子質量為x和y，則：     (2x+60)×0.03+(y+61)×0.02=6.14，     (2y+60)×0.03+(x+61)×0.02=6.14。     經整理，得：2x+y=156，x+3y=156。     顯然，x=y，解之，x=y=39。此相對原子質量是鉀元素的數據，不可能是其他堿金屬(Li、Na、Rb、Cs、Fr)。     (3)所以兩種堿金屬的碳酸鹽，一種為K2CO3(0.03 mol)另一種為KHCO3(0.02 mol)。

提示：

7.560 g混合物與足量鹽酸反應后放出1.344 L CO2，可知總的混合物中碳酸鹽的物質的量為：n=1.344/22.4=0.06(mol)。     由圖分析知，開始加鹽酸時并未放出CO2，至加到12 mL鹽酸后才逸出CO2，可見加入12 mL鹽酸之前反應為：H++CO=HCO     其后，由加12 mL至32 mL(共20 mL,)鹽酸均有CO2放出，反應為：HCO+H+=↑+     據此，由前12 mL耗酸量可求出堿金屬碳酸鹽的物質的量，由總與CO物質的量之差求得HCO的堿金屬酸式鹽的物質的量。此后由題給數據求出堿金屬的相對原子質量，最后得解。