Question

單晶硅是重要的半導體材料，是我市的拳頭產品，我市某廠生產的單晶硅曾用于制造我國的第一顆人造衛星．在硅及相關產品的生產中排放的廢水含有HCl．該廠化驗員對本廠排放廢水中HCl的質量分數進行測定：將20毫升廢水（假定其密度為1克/厘米³）樣品置于錐形瓶中，用質量分數為1%的氫氧化鈉溶液進行中和，共用去氫氧化鈉溶液8克（假設廢水中不含其他能與氫氧化鈉溶液反應的物質）．
（1）計算該廢水中含HCl的質量分數．
（2）該廠每天產生廢水100噸，若直接排放將對環境造成污染，必須進行無害化處理后才能進行排放，現準備用氫氧化鈣粉末或質量分數為10%的氫氧化鈉溶液進行中和．有關數據如下表所示：

物質	物質（或溶質）的相對分子質量	市場參考價（元/噸）
氫氧化鈣粉末	74	200
10%的氫氧化鈉溶液	40	100

你將選擇

 

（寫化學式）來中和廢水中的HCl，請說明理由

 

．

Answer 1

分析：（1）根據“氫氧化鈉的質量=質量×質量分數”計算出參與反應的氫氧化鈉的質量，然后根據氫氧化鈉與鹽酸反應的化學方程式和氫氧化鈉的質量，即可計算出參與反應的鹽酸的質量，進而求出氯化氫的質量分數；
（2）可以根據氫氧化鈉、氫氧化鈣分別與鹽酸反應的化學方程式就算出氫氧化鈉和氫氧化鈣的質量，然后進行比較．

解答：解：（1）設該廠排放的廢水中含HCl的質量分數為x
NaOH+HCl═NaCl+H₂0
40     36.5
8g×1%  20mL×1g/cm³×x
=0.08g=20g?x

40

0.08g

=

36.5

20g?x

x=0.365%
（2）根據氫氧化鈣跟鹽酸的反應化學方程式，結合（1）的解答可以完成該題的解答；
設20ml廢水消耗的氫氧化鈣的質量為y：
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
74         73
y       20g×0.365%

74

y

=

73

20g×0.365%

解得：y=0.074g
則100t廢水消耗的氫氧化鈣的質量為0.37t，需要資金74元；根據（1）的解答，20ml廢水消耗1%的氫氧化鈉溶液0.08g，那么消耗10%的氫氧化鈉溶液為0.8g，進而可以知道100t廢水消耗10%的氫氧化鈉的質量為：4t，需要資金400元，所以應該選擇氫氧化鈣來處理廢水．
故答案為：
（1）0.365%；
（2）Ca（OH）₂；氫氧化鈣的相對分子質量為74，根據計算分別中和100噸廢水，消耗氫氧化鈣粉末O．37噸需要資金74元，消耗質量分數為10%氫氧化鈉溶液4噸需要資金400元，從生產成本考慮選擇氫氧化鈣粉末．（敘述合理、思路正確酌情給分）

點評：本題主要考查學生運用化學方程式和溶質的質量分數公式進行計算的能力．