Question

小明在協助老師清理實驗室時，發現有一瓶碳酸鈉和氯化鈉組成的混合液。他想測定該溶液中碳酸鈉和氯化鈉的質量分數，為此設計并進行了如下實驗。
【實驗1】取該混合液50 g ，向其中逐滴加入稀鹽酸，當加入稀鹽酸的質量為20 g、40 g、60 g 時，生成氣體的質量見下表（氣體的溶解度忽略不計）。
【實驗2】另取該溶液50 g ，加入一定量稀鹽酸充分反應后，測得溶液的pH=7，然后再加入硝酸銀溶液，測得實驗數據見右圖。

試分析計算：
（1）【實驗1】中，第二組數據 m 為            g。
（2）混合液中碳酸鈉的質量分數是多少？
（3）混合液中氯化鈉的質量分數是多少？（計算結果精確至0.1%）

Answer 1

（1）4.4（1分）   （2）26.5%    （3）17.5%

根據表中數據分析，第Ⅰ組加入的稀鹽酸完全反應，且每20g完全反應產生二氧化碳的質量為2.2g，據此可判斷m=4.4，且第Ⅲ組中鹽酸過量，即樣品完全反應產生氣體質量為5.5g。根據二氧化碳的質量可計算出混合液中碳酸鈉的質量分數，并計算出反應生成氯化鈉的質量，根據反應后的混合溶液與硝酸銀反應的圖像可計算出反應后溶液中氯化鈉的質量，將反應后溶液中氯化鈉質量減去反應生成的氯化鈉的質量就是原混合液中氯化鈉的質量，據此可計算出原混合液中氯化鈉的質量分數。
（2）解：分析數據可知50 g混合溶液中碳酸鈉與鹽酸完全反應生成5.5g二氧化碳，
設50 g混合溶液中碳酸鈉質量為x，同時與鹽酸反應生成氯化鈉的質量為y。
Na₂CO₃ + 2HCl =" 2NaCl" + H₂O + CO₂↑（1分）
106                                   117                       44
x                                       y                            5.5g
106/44=x/5.5g                   x=13.25g（1分）
117/44=y/5.5g                  y=14.63g（1分）
混合溶液中碳酸鈉的質量分數：13.25g/50g×100％=26.5％（1分）
（3）設生成氯化銀沉淀需要氯化鈉的質量為z
NaCl  +  AgNO₃  =  AgCl ↓ +  NaNO₃（1分）
58.5                           143.5
z                                57.4g
58.5/143.5=z/57.4g        z=23.4g（1分）
混合溶液中氯化鈉的質量分數為：(23.4g－14.63g)/50g×100％=17.5％（1分）
答：混合液中碳酸鈉的質量分數為26.5％；混合液中氯化鈉的質量分數為17.5％。