Question

3．有同學在做完“二氧化碳的制取和性質”實驗后，發現廢液缸中盛有大量的鹽酸與氯化鈣的混合溶液（不考慮其它雜質）．為了對廢液進行處理，小科同學做了如下實驗：取廢液缸上層清液20.0克于燒杯中，逐滴滴入溶質質量分數為5.3%的碳酸鈉溶液至過量，滴入碳酸鈉溶液質量與生成沉淀的質量的變化關系如圖所示．求：
（1）當廢液中鹽酸完全反應時，生成的二氧化碳的質量．
（2）實驗過程中實際參加反應的碳酸鈉溶液的質量為多少？
（3）若實際滴加了42克碳酸鈉溶液，所得溶液中氯化鈉的質量分數為多大？（ 本小題計算結果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）產生沉淀前消耗20.0g碳酸鈉溶液，這是與廢液中鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量，由于鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量和質量分數，根據二者反應的化學方程式可以計算出生成氯化鈉和二氧化碳的質量．
（2）由沉淀質量碳酸鈉溶液的質量分數，根據碳酸鈉與氯化鈣反應的化學方程式可以計算出與氯化鈣反應的碳酸鈉溶液的質量
和生成氯化鈉的質量．兩部分碳酸鈉溶液合起來就是實際參加反應的碳酸鈉溶液的質量．
（3）由兩種反應生成的氯化鈉的質量和除以所得溶液的質量就得到所得溶液中氯化鈉的質量分數．

解答 解：（1）設與鹽酸反應時，生成氯化鈉的質量為x，生成二氧化碳的質量為y．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106                    117     44
20.0g×5.3%          x        y
$\frac{106}{20.0g×5.3%}=\frac{117}{x}=\frac{44}{y}$
x=1.17g，y=0.44g
（2）設與氯化鈣反應時，需要碳酸鈉溶液的質量為z，生成氯化鈉的質量為w．
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106                    100        117
z•5.3%               1g          w
$\frac{106}{z•5.3%}=\frac{100}{1g}=\frac{117}{w}$
z=20.0g，w=1.17g
實際參加反應的碳酸鈉溶液的質量為
20.0g+20.0g=40.0g
（3）所得溶液中氯化鈉的質量分數為$\frac{1.17g+1.17g}{20.0g+40.0g-1g-0.44g}$×100%≈4.0%
故答案為：（1）0.44g；（2）40.0g；（3）4.0%．

點評 本題主要考查含雜質物質的化學方程式計算和溶質質量分數的計算，增加了學生分析問題的思維跨度，考查了學生整合知識的能力，難度較大．