Question

取一定質量的某純凈的碳酸鈉樣品放入燒杯中，加入95.8g水充分溶解，再向其中加入稀硫酸，反應放出氣體的總質量與所加入稀硫酸的質量關系曲線如下圖所示，請根據題意解答問題：
（1）當加入98g稀硫酸時，放出氣體的質量為________g．
（2）計算所加入的稀硫酸的溶質質量分數為________，若配制100g這種稀硫酸需20%的硫酸溶液________g．
（3）試通過計算求出加入98g稀硫酸（即A點）時燒杯中溶液溶質的質量分數．（寫出計算過程）

Answer 1

解：（1）根據圖示數據可知，縱坐標加入稀硫酸98g時，反應已完全，對應的橫坐標放出氣體的質量為4.4g；故答案為：4.4；
（2）設完全反應時參與反應的H₂SO₄質量為z，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
98 44
z 4.4g
∴，
解之得：z==9.8g；
則所加入的稀硫酸的溶質質量分數為：×100%=10%；
若配制100g這種稀硫酸需20%的硫酸溶液的質量為：100g×10%÷20%=50g；
故答案為：10%；50；
（3）解：設為X，反應生成Na₂SO₄的質量為y，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 142 44
X y 4.4g
，，
解得：X==10.6g，Y==14.2g；
則加入98g稀硫酸（即A點）時燒杯中溶液溶質的質量分數為：×100%=7.1%．
答：加入98g稀硫酸（即A點）時燒杯中溶液溶質的質量分數為7.1%．
分析：（1）根據圖示數據，找出與縱坐標98對應的橫坐標的數值；
（2）利用碳酸鈉與硫酸反應的化學方程式和生成二氧化碳的質量，列出比例式，就可計算出完全反應時參與反應的H₂SO₄質量；然后根據溶質質量分數公式即可求出所加入的稀硫酸的溶質質量分數；根據“100g×所加入的稀硫酸的溶質質量分數÷20%”健康計算出配制100g這種稀硫酸需20%的硫酸溶液的質量；
（3）完全反應后（即A點），溶液中的溶質為Na₂SO₄．利用碳酸鈉與硫酸反應的化學方程式可計算出反應生成Na₂SO₄的質量和Na₂CO₃樣品質量；進而計算出溶液質量=Na₂CO₃樣品質量+水的質量+稀硫酸質量-生成二氧化碳的質量；然后根據溶質質量分數公式計算即可．
點評：本題主要考查學生運用化學方程式和溶質質量分數公式解答問題的能力．要求學生了解完全反應的概念，能正確分析坐標圖，從圖中找出有效數據進行計算．解題時要注意格式和步驟，計算要細心．