Question

某含有雜質的Na₂CO₃固體（雜質不溶于水，也不與酸反應），老師安排同學做測定該固體混合物中Na₂CO₃質量分數的實驗．利用電子天平測定的有關實驗數據如下表：（裝置見下圖，不考慮水與氯化氫的揮發，錐形瓶的質量為27.30g）

稱 量 項 目	質量（g）
雜質和Na2CO3的混合物	10.00
錐形瓶+稀鹽酸（適量）	141.20
錐形瓶+稀鹽酸+雜質和Na2CO3的混合物（反應開始后15秒）	149.20
錐形瓶+稀鹽酸+雜質和Na2CO3的混合物（反應開始后35秒）	149.00
錐形瓶+稀鹽酸+雜質和Na2CO3的混合物（反應開始后55秒）	149.00

Answer 1

分析：（1）由圖表數據可知，反應開始后35秒時，反應已完全．根據質量守恒定律，在化學反應中，等于參加反應前各物質的質量總和反應后生成各物質的質量總和．則生成CO₂質量=參加反應前各物質的質量總和-反應后生成各物質的質量總和；
（2）根據碳酸鈉與鹽酸反應的化學方程式和二氧化碳的質量，列出比例式，就可計算出完全反應時Na₂CO₃質量和生成NaCl的質量．然后根據質量分數公式計算即可．

解答：解：（1）由化學反應前后總質量相等知，生成CO₂質量為：10g+141.2g-149.0g=2.2g，
（2）設生成2.2gCO₂需要Na₂CO₃質量為x，同時生成NaCl的質量為y，則
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106----------117-----44
x-------------y------2.2g
∴106：117=x：y=44：2.2g，
解得：x=5.3g，y=5.85g，
則固體混合物中Na₂CO₃的質量分數為：

5.3g

10.0g

×100%=53%；
反應后溶液中溶質的質量分數為：

5.85g

149.0g-27.3g-(10g-5.3g)

×100%=5.0%．
答：（1）固體混合物中Na₂CO₃的質量分數為53%；
（2）反應后溶液中溶質的質量分數為5.0%．

點評：本題主要考查學生運用化學方程式和質量分數公式綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．