Question

NaHCO₃在潮濕的空氣中會緩慢分解，Na₂CO₃會吸收空氣中的水分：Na₂CO₃＋nH₂O===Na₂CO₃·nH₂O(n為平均值，n≤10)。取沒有妥善保管的NaHCO₃樣品A 9.16 g，溶于水配成溶液，慢慢滴入稀鹽酸并不停地攪拌，加入鹽酸的體積與生成的CO₂的體積(標準狀況)如下表。(不計溶于水的CO₂氣體)

鹽酸體積/mL	8	15	20	50	x	120	150
生成CO2體積/mL	0	112	224	896	2 240	2 240	2 240

試求：

(1)x的最小值為________。

(2)原樣品中NaHCO₃的質量為________。

(3)樣品A中的成分及各成分的物質的量為________。

Answer 1

(1)110

(2)7.56 g

(3)Na₂CO₃·3H₂O,0.010 mol，NaHCO₃，0.090 mol?

解析:

NaHCO₃和Na₂CO₃的混合物中逐滴加入鹽酸時，首先反應為Na₂CO₃＋HCl===NaHCO₃＋NaCl，此過程無CO₂氣體生成，后來NaHCO₃＋HCl===NaCl＋CO₂↑＋H₂O。圖表中CO₂氣體的體積在x mL時出現最大值2 240 mL，即0.1 mol，即n(NaHCO₃)＋n(Na₂CO₃)＝0.10 mol。在出現CO₂氣體后，滴加的鹽酸物質的量與CO₂的物質的量相等，則＝，則x＝110，滴加鹽酸15 mL至20 mL時，NaHCO₃＋HCl===NaCl＋H₂O＋CO₂↑，c(HCl)＝＝1.0 mol·L^－1。

設樣品A中NaHCO₃和Na₂CO₃·nH₂O的物質的量分別為a和b

則a＋b＝2 240 mL/22 400 mL·mol^－1＝0.10 mol

a＋2b＝1.0 mol·L^－1×110 mL/1 000 mL·L^－1＝0.11 mol

a＝0.090 mol

b＝0.010 mol

n(H₂O)＝(9.16 g－0.090 mol×84 g·mol^－1－0.010 mol×106 g·mol^－1)/18 g·mol^－1＝0.03 mol

Na₂CO₃·nH₂O為Na₂CO₃·3H₂O，物質的量為0.010 mol，NaHCO₃為0.090 mol。