Question

一化學研究性學習小組對某Na₂CO₃和NaHCO₃的混合溶液（以下簡稱“樣品溶液”）的組成進行探究．請按要求完成下列研究報告．
【資料獲悉】36.5%的濃鹽酸的密度為1.19g?cm^-3．
【探究思路】用1.00mol?L^-1的稀鹽酸測定樣品溶液的組成．
【實驗探究】用36.5%的濃鹽酸配制1.00mol?L^-1的稀鹽酸需要的玻璃儀器有燒杯、容量瓶、量筒、______．
取20.0mL樣品溶液不斷加入1.00mol?L^-1的稀鹽酸，加入鹽酸的體積和產生的現象見下表．

反應階段	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
鹽酸體積x/mL	0＜x≤10.0	10.0＜x≤40.0	x＞40.0
現象	無氣體	有氣體	無氣體

第I階段溶液中反應的離子方程式為：______．
樣品溶液中c（CO₃^2-）=______．
【交流討論】（1）如果將2.85g某Na₂CO₃和NaHCO₃的固體混合物溶于水制成溶液，然后逐滴加入1.00mol?L^-1的稀鹽酸并充分反應，若第Ⅰ階段消耗鹽酸的體積為15.0mL，當滴加到45.0mL時，反應的第Ⅱ階段結束．則此Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物中Na₂CO₃的質量分數是多少？
（2）有同學認為，測定Na₂CO₃和NaHCO₃固體混合物中Na₂CO₃的質量分數，完全不必將混合物配制成溶液，也不必要使用其他反應試劑，即可達到目的，則此時實驗的主要操作方法的名稱是稱量和______，在實驗中需要測定的數據有______．

Answer 1

【實驗探究】依據溶液配制過程和操作步驟分析可知，用量筒量取濃鹽酸，在燒杯中加水溶解，用玻璃棒不斷攪拌，沿玻璃棒轉移到容量瓶中，用膠頭滴管定容，
第一階段無氣體生成說明鹽酸滴入溶液中發生的是碳酸根離子和氫離子生成碳酸氫根離子的過程，反應為CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，消耗鹽酸體積10ml，碳酸鈉全部轉化為碳酸氫鈉，氯化氫物質的量=0.010ml×1.00mol?L^-1=0.01mol，碳酸根離子濃度=

0.01mol

0.02L

=0.500mol/L；
故答案為：玻璃棒、膠頭滴管；CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-；0.500mol?L^-1；
（1）第一階段無氣體生成說明鹽酸滴入溶液中發生的是碳酸根離子和氫離子生成碳酸氫根離子的過程，第Ⅰ階段消耗鹽酸的體積為15.0mL發生的反應為：
CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-
1 1
0.015mol 0.015L×1.00mol/L
碳酸鈉質量=0.015mol×106g/mol=1.59g；
此Na₂CO₃和NaHCO₃的混合物中Na₂CO₃的質量分數=

1.59g

2.85g

×100%=55.8%，
答：Na₂CO₃的質量分數為55.8%；
（2）測定Na₂CO₃和NaHCO₃固體混合物中Na₂CO₃的質量分數，可以加熱固體，碳酸氫鈉加熱分解，根據加熱前后固體質量的變化直接計算碳酸氫鈉的質量，得到碳酸鈉質量分數，故答案為：加熱；加熱前、后固體的質量．