内容正文:
专题2 研究
物质的基本方法
第二单元 溶液
组成的定量研究
第2课时 化学反应的计算
基础作业
01
能力作业
02
目录
CONTENTS
基础作业
(建议用时:10分钟)
考点一 物质的量浓度的相关计算
1.在100 mL水溶液里有5.85 g NaCl和11.1 g CaCl2,该溶液中c(Cl-)为( )
A.1 mol/L B.2 mol/L
C.3 mol/L D.4 mol/L
答案
解析
基础作业
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2.等体积的硫酸铝、硫酸锌、硫酸钠溶液分别与足量氯化钡溶液反应,若生成硫酸钡沉淀的质量比为1∶2∶3,则三种硫酸盐的物质的量浓度之比为( )
A.1∶2∶3 B.1∶6∶9
C.1∶3∶3 D.1∶3∶6
解析:设Al2(SO4)3、ZnSO4、Na2SO4生成BaSO4的物质的量分别为3 mol、6 mol、9 mol,则Al2(SO4)3为1 mol,ZnSO4为6 mol,Na2SO4为9 mol,所以三种硫酸盐的物质的量浓度之比为1∶6∶9。
答案
解析
基础作业
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3.在0.5 L某浓度的NaCl溶液中含有0.5 mol Na+,下列说法不正确的是( )
A.该溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.该溶液中含有58.5 g NaCl
C.配制100 mL该溶液需用5.85 g NaCl
D.量取100 mL该溶液倒入烧杯中,烧杯中Na+的物质的量为0.1 mol
答案
解析
基础作业
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4.标准状况下将44.8 L HCl气体溶于1 L水中,所得盐酸的密度为1.10 g·cm-3。该盐酸中HCl的物质的量浓度为( )
A.2.05 mol·L-1 B.2.10 mol·L-1
C.2.20 mol·L-1 D.2.30 mol·L-1
答案
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基础作业
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基础作业
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考点二 化学反应的计算
6.将一定量的铁放入稀硫酸中,完全反应后,溶液质量增加5.4 g,计算参加反应的铁的物质的量为( )
A.5.6 g B.0.1 mol
C.5.4 g D.1 mol
答案
解析
基础作业
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基础作业
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基础作业
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9.现用0.10 mol·L-1 NaOH溶液中和25.00 mL未知浓度的盐酸,当酸与碱恰好完全反应时,消耗NaOH溶液24.50 mL。求该盐酸的物质的量浓度(写出具体计算过程)。
答案
基础作业
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能力作业
(建议用时:40分钟)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★★ ★★ ★★ ★★★
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能力作业
15
一、选择题
1.现有0.1 mol/L Na2SO4溶液300 mL,0.1 mol/L MgSO4溶液200 mL和0.1 mol/L Al2(SO4)3溶液100 mL,这三种溶液中硫酸根离子浓度之比是( )
A.1∶1∶1 B.3∶2∶2
C.3∶2∶3 D.1∶1∶3
答案
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能力作业
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能力作业
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3.下列溶液中c(Cl-)和n(Cl-)与50 mL 1 mol/L的AlCl3溶液中c(Cl-)和n(Cl-)都相等的是( )
A.75 mL 3 mol/L的NH4Cl溶液 B.150 mL 1 mol/L的NaCl溶液
C.50 mL 1.5 mol/L的CaCl2溶液 D.50 mL 3 mol/L的KClO3溶液
解析:50 mL 1 mol/L的AlCl3溶液中:c(Cl-)=1 mol/L×3=3 mol/L,n(Cl-)=3 mol/L×0.05 L =0.15 mol。A项,75 mL 3 mol/L的NH4Cl溶液中:c(Cl-)=3 mol/L×1=3 mol/L、n(Cl-)=3 mol/L×0.075 L=0.225 mol;B项,150 mL 1 mol/L的NaCl溶液中:c(Cl-)=1 mol/L×1=1 mol/L、n(Cl-)=1 mol/L×0.15 L=0.15 mol;C项,50 mL 1.5 mol/L的CaCl2溶液中:c(Cl-)=1.5 mol/L×2=3 mol/L、n(Cl-)=3 mol/L×0.05 L =0.15 mol;D项,KClO3溶液中不存在氯离子。
答案
解析
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能力作业
18
4.(2024·石家庄市高一期末教学质量检测)
K2SO4、KCl、NaCl三种固体溶于水得到的溶液
M中部分离子的物质的量浓度如图甲所示。取
200 mL溶液M加水稀释,测得c(Na+)随溶液体
积的变化如图乙所示。下列说法正确的是( )
答案
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能力作业
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能力作业
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能力作业
22
6.有硫酸镁溶液500 mL,其密度是1.20 g·cm-3,其中镁离子的质量分数是4.8%,则有关该溶液的说法不正确的是( )
A.溶质的质量分数是24%
B.溶质的物质的量浓度是2.4 mol·L-1
C.溶质和溶剂的物质的量之比约为1∶21.1
D.硫酸根离子的质量是230.4 g
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能力作业
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能力作业
24
7.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示,则下列关于反应中镁和铝的叙述正确的是( )
A.物质的量之比为3∶2
B.质量之比为3∶2
C.摩尔质量之比为2∶3
D.密度之比为1∶1
答案
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能力作业
26
8.某质量分数为10%的NaOH溶液,加热蒸发掉100 g水后得到80 mL 20%的溶液,则20% NaOH溶液的物质的量浓度为( )
A.6.25 mol/L B.12.5 mol/L
C.7 mol/L D.7.5 mol/L
答案
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能力作业
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9.有6.96 g铁粉和氧化铜的混合物,进行如下实验:
根据实验所得数据,关于混合物相关说法不正确的是( )
A.生成气体的质量为0.2 g
B.原混合物中铁的质量分数无法计算
C.实验中反应的H2SO4的质量为10.78 g
D.原混合物中铜元素的质量为0.64 g
答案
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能力作业
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解析:由题意分析可知,可燃性气体
为氢气,浅绿色溶液为硫酸亚铁溶液,红
色固体为金属铜。由生成0.64 g红色固体可
计算出CuO的质量是0.80 g,Fe的质量是
6.16 g,其中用于置换出铜的Fe的质量是0.56 g,用于和稀硫酸反应置换出氢气的Fe的质量是5.60 g。因此生成的气体的质量为0.2 g,A正确;Fe的质量是6.16 g,所以可以计算出铁的质量分数,B错误;最终的溶液是硫酸亚铁溶液,由原子守恒可知:Fe~FeSO4~H2SO4,所以反应的硫酸的质量为10.78 g,C正确;原混合物中铜元素的质量即铜单质的质量为0.64 g,D正确。
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11.把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,所得金属粉末的质量与原铁粉的质量相等,则原溶液中硫酸和硫酸铜的物质的量之比为( )
A.1∶7 B.2∶7
C.1∶4 D.3∶8
答案
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能力作业
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(2)另取同一样品5.42 g,溶于适量稀盐酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,将溶液中Ca2+全部转化为CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO3 7.0 g。
①该样品中CaO的质量为__________。
②该样品中CaO2·xH2O的x值为________。
0.06 mol
答案
0.56 g
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4.16 g
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67.2%
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15.常温下,将20.0 g质量分数为14.0%的KNO3溶液跟30.0 g质量分数为24.0%的KNO3溶液混合,得到密度为1.15 g·cm-3的混合溶液。计算(写出具体计算过程):
(1)混合后溶液中溶质的质量分数。
(2)混合后溶液中溶质的物质的量浓度。
(3)在1000 g水中需溶解多少摩尔KNO3才能使其浓度恰好与上述混合后溶液的浓度相等?
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能力作业
42
R
解析:5.85 g氯化钠的物质的量为0.1 mol,其中氯离子为0.1 mol,11.1 g氯化钙中氯离子的物质的量=0.1 mol×2=0.2 mol,氯离子的总物质的量为0.3 mol,溶液体积为0.1 L,由c=eq \f(n,V)可得c(Cl-)=3 mol/L。
解析:c(NaCl)=c(Na+)=eq \f(0.5 mol,0.5 L)=1 mol·L-1,A正确;m(NaCl)=0.5 mol×58.5 g·mol-1=29.25 g,B错误;100 mL溶液中含NaCl的质量为5.85 g,Na+的物质的量为0.1 mol,C、D正确。
解析:标准状况下44.8 L HCl气体的物质的量为eq \f(44.8 L,22.4 L·mol-1)=2 mol,质量为2 mol×36.5 g·mol-1=73 g,溶液的体积为eq \f(1000 g+73 g,1.10×1000 g·L-1)≈0.9755 L,则盐酸中HCl的物质的量浓度为eq \f(2 mol,0.9755 L)≈2.05 mol·L-1。
5.(2024·福州市鼓山中学高一期中)在80 g密度为d g/cm3的硫酸铁溶液中,含有5.6 g Fe3+,取该溶液V mL稀释至2V mL,则稀释后溶液中SOeq \o\al(2-,4)的物质的量浓度为( )
A.eq \f(15d,16) mol/L
B.eq \f(15d,8) mol/L
C.eq \f(3d,4) mol/L
D.eq \f(5d,8) mol/L
解析:5.6 g Fe3+的物质的量是eq \f(5.6 g,56 g/mol)=0.1 mol,根据Fe2(SO4)3的化学式可知,此溶液中SOeq \o\al(2-,4)的物质的量是0.1 mol×eq \f(3,2)=0.15 mol,80 g密度为d g/cm3的硫酸铁溶液的体积是eq \f(80 g,1000d g/L)=eq \f(1,12.5d) L,则SOeq \o\al(2-,4)的物质的量浓度为eq \f(0.15 mol,\f(1,12.5d) L)=eq \f(15d,8) mol/L,取该溶液V mL稀释至2V mL,浓度减小为原来的一半,为eq \f(15d,16) mol/L。
解析:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ Δm
1 mol 56 g-2 g=54 g
n(Fe) 5.4 g
1 mol∶54 g=n(Fe)∶5.4 g,则参加反应的铁的物质的量n(Fe)=0.1 mol。
7.下列有关化学方程式H2+Cl2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2HCl的说法中,不正确的是( )
A.H2、Cl2、HCl的物质的量之比为1∶1∶2
B.H2、Cl2、HCl的分子数之比为1∶1∶2
C.在相同条件下,H2、Cl2、HCl的体积之比为1∶1∶2
D.H2、Cl2、HCl的质量之比为1∶1∶2
解析:金属M和足量的盐酸反应,化学方程式为M+2HCl===MCl2+H2↑,生成m mol H2,根据化学方程式可知,金属为m mol,所以该金属的摩尔质量为eq \f(n g,m mol)=eq \f(n,m) g·mol-1,相对原子质量在数值上和摩尔质量相等,所以该金属的相对原子质量为eq \f(n,m)。
8.n g金属溶于足量的盐酸时生成m mol H2,若该金属离子的化合价为+2价,则该金属的相对原子质量为( )
A.eq \f(n,m)
B.eq \f(2n,m)
C.eq \f(n,m) g·mol-1
D.eq \f(2n,m) g·mol-1
答案:消耗NaOH的物质的量为
24.50×10-3 L×0.10 mol·L-1=2.45×10-3 mol
NaOH + HCl===NaCl+H2O
1 1
2.45×10-3 mol n(HCl)
n(HCl)=2.45×10-3 mol
则c(HCl)=eq \f(2.45×10-3 mol,25.00×10-3 L)=0.098 mol·L-1。
解析:硝酸钙的物质的量浓度为eq \f(\f(2 g,164 g·mol-1),\f(20 g,1000ρ g·L-1))=eq \f(25ρ,41) mol·L-1,NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度为eq \f(50ρ,41) mol·L-1。
2.若20 g密度为ρ g·cm-3的硝酸钙溶液中含有2 g硝酸钙,则溶液中NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度为( )
A.eq \f(ρ,400) mol·L-1
B.eq \f(20,ρ) mol·L-1
C.eq \f(50ρ,41) mol·L-1
D.eq \f(25ρ,41) mol·L-1
A.Y离子可能是SOeq \o\al(2-,4)
B.c1=0.60
C.溶液M中K2SO4物质的量浓度为0.90 mol·L-1
D.固体KCl与NaCl的物质的量之比为1∶8
解析:200 mL混合溶液加水稀释,当溶液
稀释至1 L时,c(Na+)=0.16 mol·L-1,根据稀
释前后钠离子物质的量不变,稀释前c(Na+)=
eq \f(1 L×0.16 mol·L-1,0.2 L)=0.8 mol·L-1,根据图甲可
知,c(K+)=0.90 mol·L-1、c(X)=0.40 mol·L-1、c(Y)=0.90 mol·L-1,根据电荷守恒可得,X离子是SOeq \o\al(2-,4),Y离子是Cl-,A、B错误;c(SOeq \o\al(2-,4))=0.40 mol·L-1,则c(K2SO4)=0.40 mol·L-1,C错误;根据钾元素守恒,溶液M中KCl物质的量浓度为0.90 mol·L-1-0.40 mol·L-1×2=0.10 mol·L-1,KCl物质的量浓度为0.10 mol·L-1,根据氯元素守恒,c(NaCl)=0.8 mol·L-1,则固体KCl与NaCl的物质的量之比为1∶8,D正确。
5.已知Fe+Seq \o(=====,\s\up17(△))FeS,FeS+2HCl===FeCl2+H2S↑,2H2S+3O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2SO2+2H2O,一定量的铁粉和9 g硫粉混合加热,待其反应后再加入过量盐酸,将生成的气体完全燃烧,共收集得9 g水,则加入的铁粉质量为( )
A.14 g
B.42 g
C.56 g
D.28 g
解析::根据Fe~FeS~H2S~H2O,且若Fe与S反应有剩余时存在Fe~H2~H2O,得
Fe~H2O
56 18
x g 9 g
则eq \f(56,x g)=eq \f(18,9 g),解得x=28,即加入的铁粉为28 g。
解析:MgSO4的相对分子质量为120,其中Mg的相对原子质量为24,设溶质的质量分数为w,则有24∶120=4.8%∶w,解得w=24%,A正确;c(MgSO4)=eq \f(1000×1.2×24%,120) mol·L-1=2.4 mol·L-1,B正确;溶液的总质量m=500 mL×1.20 g·cm-3=600 g,所以m(Mg2+)=600 g×4.8%=28.8 g,可得出n(MgSO4)=1.2 mol,所以m(MgSO4)=144 g,水的质量为456 g,n(H2O)≈25.3 mol,溶质与溶剂的物质的量之比为1.2∶25.3≈1∶21.1,C正确;m(Mg2+)∶m(SOeq \o\al(2-,4))=24∶96,m(SOeq \o\al(2-,4))=28.8×eq \f(96,24) g=115.2 g,D错误。
解析:根据题图,Mg、Al产生H2的体积相等,设产生H2的物质的量为n mol,则
Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
n n
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑
eq \f(2,3)n n
n(Mg)∶n(Al)=n∶eq \f(2,3)n=3∶2,A正确;m(Mg)∶m(Al)=24n∶eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)n×27))=4∶3,B错误;M(Mg)∶M(Al)=24∶27=8∶9,C错误;ρ(Mg)∶ρ(Al)=eq \f(m(Mg),V(Mg))∶eq \f(m(Al),V(Al)),镁、铝的体积未知,不能确定其密度之比,D错误。
解析:加热蒸发100 g的水,质量分数为原来的2倍,因此原溶液的质量为200 g。蒸发过程中,溶质不变,因此20%的溶液中含有NaOH的物质的量=eq \f(200 g×10%,40 g/mol)=0.5 mol,则c=eq \f(n,V)=eq \f(0.5 mol,0.08 L)=6.25 mol/L。
10.标准状况下V L氨气溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g·mL-1),所得溶液的密度为ρ g· mL-1,质量分数为w,溶液浓度为c mol·L-1,则下列关系中不正确的是( )
A.ρ=eq \f(17V+22400,22.4+22.4V)
B.w=eq \f(17c,1000ρ)
C.w=eq \f(17V,17V+22400)
D.c=eq \f(1000Vρ,17V+22400)
解析:氨气质量是eq \f(17V,22.4) g,溶液质量是1000 g+eq \f(17V,22.4) g,但溶液的体积不是氨气与溶剂水的体积之和,A错误;由c=eq \f(1000ρw,M)可知,该溶液中氨气质量分数w=eq \f(17c,1000ρ),B正确;氨气质量是eq \f(17V,22.4) g,溶液质量是1000 g+eq \f(17V,22.4) g,故溶质的质量分数w=eq \f(\f(17V,22.4) g,1000 g+\f(17V,22.4) g)=eq \f(17V,17V+22400),C正确;根据c=eq \f(1000ρw,M),结合C中质量分数计算式可知c=eq \f(1000Vρ,17V+22400),D正确。
解析:设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x mol、y mol。
Fe + CuSO4===FeSO4+Cu Δm(增)
56 g 1 mol 64 g 8 g
56y g y mol 64y g 8y g
Fe + H2SO4===FeSO4+H2↑ Δm(减)
56 g 1 mol 56 g
56x g x mol 56x g
因为反应前后固体质量相等,所以Δm(减)=Δm(增),即56x=8y,eq \f(n(H2SO4),n(CuSO4))=eq \f(x,y)=eq \f(8,56)=eq \f(1,7)。
12.把300 mL含有BaCl2、MgCl2、Mg(NO3)2的混合溶液分成3等份,分别逐滴加入Na2SO4溶液、AgNO3溶液、NaOH溶液,直至不再产生沉淀,此时消耗a mol Na2SO4、b mol AgNO3、c mol NaOH,则该混合溶液中NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度为( )
A.eq \f(10(2a-b+c),3) mol·L-1
B.10(2a-b+c) mol·L-1
C.10(2a-b+2c) mol·L-1
D.eq \f(10(2a-b+2c),3) mol·L-1
解析:消耗a mol Na2SO4,则100 mL原溶液中含有a mol Ba2+,即BaCl2有a mol;消耗b mol AgNO3,则100 mL原溶液中含有b mol Cl-,a mol BaCl2可电离出2a mol Cl-,因此MgCl2电离出的Cl-为(b-2a) mol,则MgCl2有eq \f(b-2a,2) mol;消耗c mol NaOH,则Mg2+有eq \f(c,2) mol,eq \f(b-2a,2) mol MgCl2可电离出eq \f(b-2a,2) mol Mg2+,因此Mg(NO3)2电离出的Mg2+为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(c,2)-\f((b-2a),2))) mol,Mg(NO3)2为eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(c,2)-\f((b-2a),2))) mol,因此NOeq \o\al(-,3)的物质的量为(c-b+2a) mol,则该混合溶液中NOeq \o\al(-,3)的物质的量浓度为eq \f((c-b+2a) mol,0.1 L)=10(2a-b+c) mol·L-1。
13.过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒的物质,带有结晶水,通常还含有CaO。
(1)称取5.42 g过氧化钙样品,灼烧时发生反应:2(CaO2·xH2O)eq \o(====,\s\up17(灼烧))2CaO+O2↑+2xH2O。得到O2在标准状况下体积为672 mL,该样品中CaO2的物质的量为________。
eq \f(1,2)
解析:(1)n(CaO2)=n(CaO2·xH2O)=2n(O2)=2×672×10-3 L÷22.4 L·mol-1=0.06 mol。
(2)①n总(Ca2+)=n(CaCO3)=7.0 g÷100 g·mol-1=0.07 mol,m原(CaO)=(0.07 mol-0.06 mol)×56 g·mol-1=0.56 g。
②x=(5.42 g-0.56 g-0.06 mol×72 g·mol-1)÷18 g·mol-1÷0.06 mol=eq \f(1,2)。
14.现有两份Na2CO3与NaHCO3的混合物X和Y。已知Na2CO3受热难以分解,而NaHCO3受热易分解:2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2CO3+CO2↑+H2O。
(1)现取5.00 g混合物X,充分加热后混合物质量减少了0.31 g,则原混合物中碳酸钠的质量为________。
(2)现取5.00 g混合物Y,充分加热至恒重,把放出的气体通入足量澄清石灰水中,生成2.00 g沉淀,则原混合物中碳酸氢钠的质量分数为________。
解析:(1)
2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm
2×84 g 62 g
m(NaHCO3) 0.31 g
则eq \f(2×84 g,m(NaHCO3))=eq \f(62 g,0.31 g),解得m(NaHCO3)=0.84 g,原混合物中Na2CO3的质量为5.00 g-0.84 g=4.16 g。
(2)2NaHCO3eq \o(=====,\s\up17(△))Na2CO3+H2O+CO2↑,
Ca(OH)2+CO2===H2O+CaCO3↓,则
2NaHCO3~CO2~CaCO3
设原混合物中含NaHCO3质量为x
eq \f(2×84,x)=eq \f(100,2.00 g),解得x=3.36 g,
则w(NaHCO3)=eq \f(3.36 g,5 g)×100%=67.2%。
答案:(1)混合后溶液的质量为20.0 g+30.0 g=50.0 g,溶质硝酸钾的质量为20.0 g×14%+30.0 g×24%=10.0 g,混合后溶液中溶质的质量分数为eq \f(10.0 g,50.0 g)×100%=20%。
(2)c=eq \f(1000ρw,M)=eq \f(1000×1.15×20%,101) mol·L-1≈2.28 mol·L-1。
(3)设需要硝酸钾的物质的量为x mol,则硝酸钾的质量为101x g,根据(1)中计算可知,硝酸钾的质量分数为20%,则w=20%=eq \f(m溶质,m溶液)=eq \f(101x,1000+101x)×100%,解得x≈2.48。
$$