Question

9．為了探究石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制備二氧化碳后的廢液中的溶質(zhì)成分，將廢液過(guò)濾，取濾液224.4克于燒杯中，在不斷振蕩的條件下，向其中逐滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.6%的碳酸鈉溶液直至過(guò)量，有關(guān)的變化如圖所示．經(jīng)測(cè)定A中只含有一種溶質(zhì)．根據(jù)題中有關(guān)信息和圖象分析回答下列問(wèn)題．
（1）原廢液中的溶質(zhì)成分有CaCl₂，HCl（用化學(xué)式回答）
（2）該碳酸鈉溶液中鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.6%（結(jié)果保留到0.1%）
（3）A點(diǎn)處溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（列出必要的解題步驟，結(jié)果保留到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)石灰石與鹽酸反應(yīng)后的廢液中一定含有溶質(zhì)氯化鈣，加入碳酸鈉開(kāi)始沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明廢液中含有多余的鹽酸進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)碳酸鈉溶液的質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量，然后計(jì)算鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)A點(diǎn)處溶液中溶質(zhì)氯化鈉中的鈉元素完全來(lái)自于碳酸鈉中的鈉元素，碳酸鈉溶液的質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以計(jì)算鈉元素的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算氯化鈉的質(zhì)量，從而可以計(jì)算A點(diǎn)處溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）石灰石與鹽酸反應(yīng)后的廢液中一定含有溶質(zhì)氯化鈣，加入碳酸鈉開(kāi)始沒(méi)有沉淀生成，說(shuō)明廢液中含有多余的鹽酸，所以含有的溶質(zhì)有CaCl₂，HCl；
（2）碳酸鈉溶液中鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{300g×10.6%×\frac{46}{106}}{300g}$=4.6%；
（3）設(shè)A點(diǎn)處溶液中溶質(zhì)氯化鈉的質(zhì)量為y，
由Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl 可知，
Na₂CO₃～2NaCl，
 106          117
300g×10.6% y
$\frac{106}{300g×10.6%}$=$\frac{117}{y}$
y=35.1g
設(shè)生成沉淀的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
  106                   100
200g×10.6%          x
  $\frac{106}{200g×10.6%}$=$\frac{100}{x}$
    x=20g
設(shè)碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為z，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
 106                                     44
100g×10.6%                          z
$\frac{106}{100g×10.6%}$=$\frac{44}{z}$
z=4.4g
A點(diǎn)處溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{35.1g}{224.4g+300g-20g-4.4g}$×100%=7.0%．
答：A點(diǎn)處溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.1%．
故答案為：（1）CaCl₂，HCl；
（2）4.6%；
（3）7.0%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用假設(shè)法和化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算和推斷的能力，同時(shí)考查了分析數(shù)據(jù)的能力，計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．