Question

碳铵和消石灰在200℃共热时可发生如下反应：
NH₄HCO₃+Ca（OH）₂ 

△

CaCO₃+NH₃↑+2H₂O↑； 
NH₄HCO₃ 

△

NH₃↑+CO₂↑+H₂O↑．
现取碳铵和消石灰的混合物，其中碳酸氢铵的物质的量与混合物总物质的量的比值为x．在密闭容器中加热至200℃，充分反应后排出多余的气体，冷却称量，剩余固体质量为yg．
（1）若碳铵和消石灰的混合物的总量为0.1mol，
①x=0.5时，剩余固体是

 

，质量是

 

g．
②若x取不同数值，请以x为横坐标，y为纵坐标，在图中画出变化的图象．

（2）若碳铵和消石灰的混合物的总量为amol，当x取不同值时，y的值是多少？（用含a、x的式子表示）

 

．

Answer 1

分析：（1）①碳酸氢铵的物质的量与混合物总物质的量的比值x=0.5，根据题中反应方程式可知，反应剩余固体为碳酸钙，碳酸钙的物质的量取决于氢氧化钙的物质的量；
②根据x=0、x=1、x=0.5时计算出反应后固体的质量，然后在图中画出变化的图象；
（2）当x=0.5时，碳酸氢铵与氢氧化钙恰好完全反应，所以根据反应方程式讨论当0＜x≤0.5、0.5≤x＜1时剩余固体成分，并计算出剩余固体质量．

解答：（1）①碳酸氢铵和氢氧化钙的化合物加热反应中，反应后的固体为碳酸钙，x=0.5、碳铵和消石灰的混合物的总量为0.1mol可知，氢氧化钙的物质的量为0.05mol，反应生成了0.05mol碳酸钙固体，质量为：100g/mol×0.05mol=5g，
故答案为：碳酸钙；5；   
②当x=1时，原固体完全为碳酸氢铵，加热后没有固体剩余；x=0.5时，剩余固体为碳酸钙，质量为5g，当x=0时，固体完全为氢氧化钙，质量为7.4g，所以据此画出剩余固体质量与碳酸氢铵在混合物中质量分数的图象为：

故答案为：
；

（2）当0＜x≤0.5时，碳酸氢铵少量，氢氧化钙过量，反应后剩余氢氧化钙的质量为：74a（1-2x），反应生成了xamol碳酸钙，碳酸钙的质量为100x，所以反应后固体质量为：y=74a（1-2x）+100xa=74a-48ax；
当0.5≤x＜1时，碳酸氢铵过量，反应后的固体为碳酸钙，碳酸钙的物质的量等于氢氧化钙的物质的量，所以反应后的固体质量为：y=y=100a（1-x），
故答案为：0＜x≤0.5，y=74a-48ax；0.5≤x＜1，y=100a（1-x）．

点评：本题考查了有关混合物反应的计算、有关范围讨论的计算，题目难度中等，注意掌握根据反应方程式进行的有关混合物的计算，本题中（2）为难点和易错点，解题关键在于正确选择讨论范围．