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已知碳酸氢钠不稳定,受热易分解(2NaHCO3加热.Na2CO3+H2O+CO2↑),现取Na2CO3和NaHCO3的混合物40g,加热到质量不再改变为止,剩余固体质量为27.6g,下列说法正确的是(

已知碳酸氢钠不稳定,受热易分解(2NaHCO3加热.Na2CO3+H2O+CO2↑),现取Na2CO3和NaHCO3的混合物40g,加热到质量不再改变为止,剩余固体质量为27.6g,下列说法正确的是(  ) A. 反应后生成CO2的质量为12.4g B. 反应后CO2和H2O的质量比为22:9 C. 原混合物中NaHCO3的质量为16.8g D. 原混合物中Na2CO3的质量分数为16%

用户现在需要解决这道关于碳酸钠和碳酸氢钠混合物加热分解的化学计算题。首先,我得回忆一下相关的知识点:碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,而碳酸钠受热不分解。所以加热后剩余的固体应该是原有的碳酸钠加上反应生成的碳酸钠,减少的质量就是生成的水和二氧化碳的总质量。

题目给出混合物质量40g,加热后剩余27.6g,所以减少的质量是40g - 27.6g = 12.4g。这个减少的质量Δm应该等于生成的H₂O和CO₂的质量之和。

首先写出反应方程式:2NaHCO₃ =△= Na₂CO₃ + H₂O↑ + CO₂↑。从方程式可以看出,2摩尔的NaHCO₃分解会生成1摩尔的Na₂CO₃、1摩尔H₂O和1摩尔CO₂。也就是说,每2×84=168g的NaHCO₃分解,会生成106g的Na₂CO₃,同时产生H₂O和CO₂,质量减少的部分是H₂O和CO₂的总质量。根据方程式,H₂O的摩尔质量是18g/mol,CO₂是44g/mol,所以每2摩尔NaHCO₃分解,减少的质量是18+44=62g。这个62g是关键,因为Δm=12.4g,正好是62g的0.2倍(12.4/62=0.2),所以参与反应的NaHCO₃的物质的量应该是2mol×0.2=0.4mol,质量就是0.4mol×84g/mol=33.6g?等等,先确认一下:2NaHCO₃的质量是2×84=168g,分解后固体质量减少的是H₂O和CO₂的质量和,即18+44=62g。所以质量差Δm与参与反应的NaHCO₃的质量关系是:168g NaHCO₃对应Δm=62g。

现在Δm=40-27.6=12.4g,设参与反应的NaHCO₃质量为x,则168/x=62/12.4,解得x=168×12.4/62=168×0.2=33.6g。所以原混合物中NaHCO₃的质量是33.6g,那么原混合物中Na₂CO₃的质量就是40g - 33.6g=6.4g。

接下来看选项:

A选项:反应后生成CO₂的质量。从方程式,2mol NaHCO₃生成1mol CO₂,所以0.4mol NaHCO₃(因为2mol对应62gΔm,现在Δm=12.4g=0.2×62g,所以是0.2倍的反应),生成CO₂的物质的量是0.2mol(因为2mol NaHCO₃→1mol CO₂,所以0.4mol NaHCO₃→0.2mol CO₂),CO₂质量=0.2mol×44g/mol=8.8g。H₂O的物质的量也是0.2mol(1mol H₂O per 2mol NaHCO₃),质量=0.2×18=3.6g。所以CO₂是8.8g,H₂O是3.6g,两者之和8.8+3.6=12.4g,正好是Δm,正确。所以A选项说生成CO₂的质量为12.4g,这是错的,12.4g是H₂O和CO₂的总和,CO₂单独是8.8g。

B选项:CO₂和H₂O的质量比。CO₂是8.8g,H₂O是3.6g,质量比8.8:3.6=88:36=22:9。22:9是正确的(88/4=22,36/4=9),所以B选项正确?

C选项:原混合物中NaHCO₃的质量为16.8g。我们算出来是33.6g,所以C错误。

D选项:原混合物中Na₂CO₃的质量分数。原混合物中Na₂CO₃质量是40-33.6=6.4g,质量分数是6.4/40×100%=16%。哦?6.4/40=0.16,所以16%,D选项正确?

现在再检查一遍:

Δm=40-27.6=12.4g,根据反应2NaHCO₃=Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑,Δm=H₂O+CO₂=18+44=62g/mol(按方程式的计量数,1mol反应的Δm)。

设反应的NaHCO₃的物质的量为2n(这样方便计算,因为方程式里是2mol),则2n mol NaHCO₃分解,Δm=62n g(因为1mol反应Δm=62g,所以n mol反应Δm=62n g)。现在Δm=12.4g,所以62n=12.4→n=0.2。所以反应的NaHCO₃物质的量=2n=0.4mol,质量=0.4mol×84g/mol=33.6g,所以原混合物中Na₂CO₃质量=40-33.6=6.4g,质量分数=6.4/40=0.16=16%,所以D正确。

B选项:CO₂和H₂O的质量比。生成的CO₂物质的量是n=0.2mol(因为方程式中2NaHCO₃→1CO₂,所以2n mol NaHCO₃→n mol CO₂,n=0.2,所以CO₂=0.2mol,质量=0.2×44=8.8g;H₂O也是n=0.2mol,质量=0.2×18=3.6g,质量比8.8:3.6=88:36=22:9,所以B正确?

那现在B和D是不是都正确?

再看选项:

A. 生成CO₂质量12.4g,错误,CO₂是8.8g,12.4是H₂O和CO₂总和。

B. CO₂和H₂O质量比22:9,正确(8.8:3.6=22:9)。

C. 原混合物中NaHCO₃质量16.8g,错误,是33.6g。

D. 原混合物中Na₂CO₃质量分数16%,正确(6.4/40=16%)。

那题目是单选题吗?用户给的选项是A、B、C、D,可能是多选题?不过通常这种题可能只有一个正确选项,我再检查一下哪里错了。

哦,题目是“下列说法正确的是(  )”,可能是单选或多选,看选项。

再算D:原混合物中Na₂CO₃质量分数=6.4/40=16%,正确。

B选项:质量比22:9,8.8:3.6,同时除以0.4得22:9,正确。

那B和D都正确?

等等,我再确认一下D选项:原混合物中Na₂CO₃的质量分数。原混合物总质量40g,Na₂CO₃质量6.4g,6.4/40=0.16=16%,正确。

B选项:CO₂和H₂O的质量比22:9,正确。

那这道题是不是B和D都对?

再检查题目选项,用户给的选项是:

A. 反应后生成CO2的质量为12.4g

B. 反应后CO2和H2O的质量比为22:9

C. 原混合物中NaHCO3的质量为16.8g

D. 原混合物中Na2CO3的质量分数为16%

那现在B和D都是正确的?

或者我哪里算错了?

再看C选项:原混合物中NaHCO3的质量为16.8g。如果C是16.8g,那根据前面的计算,Δm=12.4g对应NaHCO3是33.6g,所以C错误。

A错误,B正确,D正确?

等等,再算一遍Δm=12.4g,是H2O和CO2的总质量,B选项说CO2和H2O的质量比22:9,这个比例其实和生成多少无关,因为在反应中,生成的CO2和H2O的物质的量之比是1:1(从方程式看,1mol H2O和1mol CO2),所以质量比就是它们的摩尔质量比44:18=22:9,所以不管生成多少,这个比例都是固定的,所以B正确。

D选项:原混合物中Na2CO3的质量分数。原混合物中NaHCO3是33.6g,所以Na2CO3是40-33.6=6.4g,6.4/40=16%,正确。

所以B和D都是正确的?

那题目是不是多选?但用户给的选项是“下列说法正确的是(  )”,通常这种题如果是单选可能我哪里错了?

或者我算NaHCO3的质量错了?

再重新来:设原混合物中NaHCO3的质量为x g,Na2CO3为(40-x)g。

2NaHCO3 =△= Na2CO3 + H2O + CO2↑

2×84=168 106

x g m(生成的Na2CO3)

根据比例,168/x=106/m→m=106x/168=53x/84 g

反应后剩余固体质量=原Na2CO3质量 + 生成的Na2CO3质量=(40-x) + 53x/84=27.6

所以(40-x) + (53x)/84 =27.6

40 -x + 53x/84 =27.6

40 - (31x)/84 =27.6

(31x)/84=40-27.6=12.4

x=12.4×84/31= (12.4/31)×84=0.4×84=33.6g,没错,所以NaHCO3是33.6g,Na2CO3是6.4g,质量分数6.4/40=16%,D正确。

生成的H2O和CO2的质量:x=33.6g,即NaHCO3的物质的量=33.6/84=0.4mol,根据方程式,2mol NaHCO3生

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