中4--化學摩爾數

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1.
考慮滴定（中和反應）：
Na2CO3 + H2SO4 → 2NaCl + H2O + CO2
摩爾數 Na2CO3 : H2SO4 = 1 : 1
所用 H2SO4 的摩爾數 = MV = 0.05 x (29/1000) = 0.00145 mol
所用 Na2CO3 的摩爾數 = 0.00145 mol
所有 Na2CO3 全部來自溶於水的 Na2CO3•nH2O。
因此，Na2CO3•nH2O 的摩爾數 = 0.00145 mol

全部 4.15 g Na2CO3•nH2O，製成 250 cm3 溶液，其中只有 25 cm3 溶液用於滴定，即其中的 25/250 用於滴定。
滴定所用的 Na2CO3•nH2O 質量 = 4.15 x (25/250) = 0.415 g
Na2CO3•nH2O 的摩爾質量 = 質量/摩爾數 = 0.415/0.00145 = 286.2 g mol-1

Na2CO3 的摩爾質量 = 23x2 + 12 + 16x3 = 106 g mol-1
H2O 的摩爾質量 = 1x2 + 16 = 18 g mol-1
Na2CO3•nH2O 的摩爾質量 = (106 + 18n) g mol-1 = 286.2 g mol-1
n = 10

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2.
假設樣本中 NaOH 的質量 = y g
則樣本中 Na2CO3 的質量 = (1.46-y) g
它們分別與 HCl 進行中和反應。

NaOH 的摩爾質量 = 23 + 16 + 1 = 40 g mol-1
Na2CO3 的摩爾質量 = 23x2 + 12 + 16x3 = 106 g mol-1

考慮 NaOH 與 HCl 的中和反應：
NaOH + HCl → NaCl + H2O
摩爾比 NaOH : HCl = 1 : 1
所用 NaOH 的摩爾數 = 質量/摩爾質量 = y/40 mol
所用 HCl 的摩爾數 = y/40 mol

考慮 Na2CO3 與 HCl 的中和反應：
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
摩爾比 Na2CO3 : HCl = 1 : 2
所用 Na2CO3 的摩爾數 = 質量/摩爾質量 = (1.46-y)/106 mol
所用 HCl 的摩爾數 = 2(1.46-y)/106 mol = (1.46-y)/53 mol

所用 HCl 的總摩爾數 = [y/40 + (1.46-y)/53] mol
但所用 HCl 的總摩爾數 = MV = 1 x (30/1000) = 0.03 mol
因此，y/40 + (1.46-y)/53 = 0.03
y = 0.4

NaOH 的質量百分比 = (0.4/1.46) x 100% = 27.4%
Na2CO3 的質量百分比 = [(1.46-0.4)/1.46] x 100% = 72.6%

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