Question

14．現(xiàn)有HCl與CaCl₂的混合溶液，為了分析混合溶液中HCl和CaCl₂的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了如下實驗方案（假設(shè)反應(yīng)都是充分完全）：

【實驗數(shù)據(jù)】實驗共記錄了兩組數(shù)據(jù)：
第①組，氣體吸收完全后，NaOH溶液質(zhì)量增加4.4g；
第②組，沉淀完全后，經(jīng)過濾、洗滌、烘干后得到固體的質(zhì)量為10g．
根據(jù)實驗設(shè)計及有關(guān)數(shù)據(jù)進行分析與計算：
（1）實驗中生成的氣體用氫氧化鈉溶液吸收時發(fā)生的反應(yīng)方程式為CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
（2）混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分數(shù)為多少？（寫出計算過程，保留結(jié)果至0.1%，下同）
（3）實驗中混合溶液與Na₂CO₃溶液恰好完全反應(yīng)，經(jīng)過濾后所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為多少？（不考慮過濾中的損失．）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）由題意可以知碳酸鈉與氯化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和氯化鈉，根據(jù)沉淀的質(zhì)量可求出氯化鈣、碳酸鈉、氯化鈉的質(zhì)量，據(jù)此可計算出混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分數(shù)；
（3）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以知道生成二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，結(jié)合碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可以求出碳酸鈉的質(zhì)量、氯化鈉的質(zhì)量，再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算公式計算出混合溶液與Na₂CO₃溶液恰好完全反應(yīng)，經(jīng)過濾后所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答 【解答】解：（1）根據(jù)題意可知，混合液中的稀鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)生成的二氧化碳氣體與氫氧化鈉反應(yīng)生成了碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
（2）設(shè)混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量為x、生成的氯化鈉的質(zhì)量為y，與氯化鈣反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為z
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
111       106        100        117
x           z           10g         y
$\frac{111}{x}=\frac{106}{z}=\frac{100}{10g}=\frac{117}{y}$
解得：x=11.1g   y=11.7g   z=10.6g
∴混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{11.1g}{100g}$×100%=11.1%；
（3）氫氧化鈉溶液增加的質(zhì)量即為碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，即為4.4g，
設(shè)與鹽酸反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為m，生成的氯化鈉的質(zhì)量為n
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑         
106                117             44
  m                   n             4.4g
$\frac{117}{44}=\frac{z}{4.4g}$    解得m=10.6g    n=11.7g
反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為：$\frac{10.6g+10.6g}{10.6%}$=200g
經(jīng)過濾后所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{11.7g+11.7g}{100g+200g-10g-4.4g}×100%$≈8.2%
故答案為：（1）CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；（2）（2）混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分數(shù)為11.1%；（3）實驗中混合溶液與Na₂CO₃溶液恰好完全反應(yīng)，經(jīng)過濾后所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為8.2%

點評 要解答好這類題目，首先，要理解和熟記根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算步驟和格式，以及與之相關(guān)的知識等．然后，根據(jù)所給的問題情景，結(jié)合反應(yīng)流程，物質(zhì)間反應(yīng)的方程式，按照題目要求進行認真地解答即可．