Question

現(xiàn)有Na₂CO₃和Na₂SO₄的固體混合物共12g，將它放入98g20%的H₂SO₄溶液中，充分反應(yīng)后溶液呈酸性；在此酸性溶液中再加入80g10%的NaOH溶液，恰好完全中和．計(jì)算恰好完全中和后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

解：所加入稀硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量：98g×20%=19.6g；加入的氫氧化鈉溶液中NaOH的質(zhì)量：80g×10%=8g
設(shè)與NaOH反應(yīng)的H₂SO₄的質(zhì)量為x，生成的Na₂SO₄的質(zhì)量為y₁
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
80 98 142
8g x y₁
= x=9.8g
= y₁=14.2g
與Na₂CO₃反應(yīng)的H₂SO₄的質(zhì)量：19.6g-9.8g=9.8g
設(shè)與H₂SO₄反應(yīng)的Na₂CO₃的質(zhì)量為m，生成的Na₂SO₄的質(zhì)量為y₂，生成的CO₂的質(zhì)量為z
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106 98 142 44
m 9.8g y₂ z
= m=10.6g
= y₂=14.2g
= z=4.4g
反應(yīng)后溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：×100%=16.1%
答：恰好完全中和后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.1%．
分析：碳酸鈉與硫酸反應(yīng)、氫氧化鈉與硫酸反應(yīng)都生成相同的溶質(zhì)硫酸鈉，加上原來混合物中的硫酸鈉，共同成為反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)；因此，恰好完全中和后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%；反應(yīng)后溶液的質(zhì)量可利用質(zhì)量守恒定律解決，而硫酸鈉的質(zhì)量需要一系列計(jì)算：首先由氫氧化鈉計(jì)算出生成的硫酸鈉和消耗硫酸的質(zhì)量，再加入硫酸的總量求出與碳酸鈉反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量，然后由硫酸的質(zhì)量計(jì)算碳酸鈉的質(zhì)量生成的硫酸鈉的質(zhì)量，再用混合固體減去碳酸鈉而求得固體中硫酸鈉，最后把三處硫酸鈉的質(zhì)量加在一起，即反應(yīng)后溶液中的硫酸鈉的質(zhì)量．
點(diǎn)評：利用質(zhì)量守恒定律計(jì)算反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量可起到事半功倍的作用，反應(yīng)后溶液的質(zhì)量=固體混合物質(zhì)量+所加稀硫酸質(zhì)量+所加氫氧化鈉溶液質(zhì)量-放出氣體質(zhì)量．