Question

18.4 g由NaOH和 NaHCO₃組成的固體混合物，在密閉容器中加熱到約250℃，經充分反應后排出氣體，冷卻后稱得剩余固體質量為16.6 g。試計算原混合物中NaOH的質量分數。

 

Answer 1

答案：
解析：

題中涉及到兩個反應：NaHCO3 + NaOHNa2CO3 + H2O↑        ① 當兩者反應后，若NaHCO3還有過量，過量的NaHCO3會發生下列反應：     2NaHCO3Na2CO3 + CO2↑ + H2O↑      ②     從①式分析，題中沒有明確NaHCO3與NaOH哪個反應物過量，當n(NaHCO3)∶n(NaOH)本應分以下三種情況：(1)等于1∶1；(2)大于1∶1；(3)小于1∶1來討論求解。但進一步審題就會發現題中出現了固體物質的質量差(18.4g－16.6g=1.8g)，這個質量差就是隱含條件。當NaHCO3與NaOH各按1 mol反應時，固體物質質量應減少18 g（理論值），據此，18.4 g混合物（按等物質的量混合）應失重18.4×=2.67(g)。由于2.67＞1.8，故加熱后不失重的NaOH過量，反應只按①式進行。也可用逆向思維的方式判斷：實際失重1.8 g，對應的混合物質量應為1.8×=12.4(g)，由于18.4＞12.4，因此NaOH過量，應以的量為計算依據。 設NaHCO3為x g，有    NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O     △m     84 g                             18 g     x g                              1.8 g     84∶18=x∶1.8  ∴ x=8.4 混合物中NaOH的質量分數為×100％=54.4％

提示：

NaOH和 NaHCO3在一起加熱發生反應：NaHCO3 + NaOHNa2CO3 + H2O↑，若NaHCO3過量，繼續分解：2NaHCO3Na2CO3 + CO2↑ + H2O↑。所以最后得到的固體是Na2CO3或者NaOH和Na2CO3的混合物。整個過程中Na元素的量是不變的。