Question

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?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

[實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)]實(shí)驗(yàn)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(guò)濾、洗滌、烘干后得到固體的質(zhì)量為10g．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算：
（1）混合溶液中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

7.3%

．（只寫(xiě)結(jié)果）
（2）實(shí)驗(yàn)中混合溶液與Na₂CO₃溶液恰好完全反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾后所得“濾液”中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

8.2%

．（不考慮過(guò)濾中的損失．只寫(xiě)結(jié)果，保留小數(shù)點(diǎn)后一位）
（3）若在100g混合溶液中不斷加入10.6% 的Na₂CO₃的溶液，請(qǐng)你畫(huà)出加入Na₂CO₃溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量的關(guān)系圖．（在答題卡的坐標(biāo)圖中作圖）
（4）混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)2HCl+Na₂CO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑和氣體吸收完全后，NaOH溶液質(zhì)量增加4.4g，生成的二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，求出HCl的質(zhì)量，再根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的公式求出．
（2）根據(jù)2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑，求出NaCl的質(zhì)量；然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律求出所得溶液的質(zhì)量，根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式求出溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）設(shè)稀鹽酸中溶質(zhì)氯化氫的質(zhì)量為x，生成的氯化鈉的質(zhì)量為y，所需碳酸鈉的質(zhì)量為z．
   2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑
    73   106    117     44
    x     z      y      4.4g
  

73

x

=

44

4.4g

      x=7.3g
  

117

y

=

44

4.4g

      y=11.7g
稀鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

7.3g

100g

×100%=7.3%

106

z

=

44

4.4g

   z=10.6g
所加碳酸鈉溶液的質(zhì)量為10.6g÷10.6%=100g
（2）設(shè)混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量為x，生成氯化鈉的質(zhì)量為y，和氯化鈣反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為a．

CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
111   106    100     117
x     a      10g      y

111

100

=

x

10g

    x=11.1g

117

y

=

100

10g

   y=11.7g

106

a

=

100

10g

a=10.6g
所以和氯化鈣反應(yīng)的碳酸鈉溶液的質(zhì)量

10.6g

10.6%

=100g
所得濾液中氯化鈉的質(zhì)量為11.7g+11.7g=23.4g，濾液的質(zhì)量為100g+200g-4.4g-10g=285.6g
所得濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

23.4g

285.6g

×100%=8.2%

（3）碳酸鈉先和稀鹽酸反應(yīng)不產(chǎn)生沉淀，稀鹽酸反應(yīng)完后碳酸鈉再和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，稀鹽酸消耗碳酸鈉溶液的質(zhì)量為100g，和氯化鈣反應(yīng)的碳酸鈉溶液的質(zhì)量為100g，再加碳酸鈉氯化鈣已被消耗不會(huì)再產(chǎn)生沉淀．故作圖見(jiàn)右圖曲線（共1分）
（4）解：設(shè)混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量為x．

CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
111            100
x              10g

111

100

=

x

10g

x=11.1g
混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=（11.1g÷100g）×100%=11.1%
答：混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.1%．

點(diǎn)評(píng)：溶液和化學(xué)反應(yīng)融合的題目，是綜合性的題型，要求比較高．通常學(xué)生在計(jì)算時(shí)常常會(huì)忽視了實(shí)際參加反應(yīng)的是溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量．