Question

4．某白色粉末是氯化鈉和碳酸鈉的混合物．為測定該粉末中碳酸鈉的含量，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取30克此樣品，將某鹽酸溶液分三次加入，每次使之充分反應(yīng)．每次所用鹽酸的質(zhì)量與反應(yīng)后溶液的質(zhì)量見下表．（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

次序	加入鹽酸的質(zhì)量/克	反應(yīng)后溶液的質(zhì)量/克
1	30	55.6
2	30	81.2
3	30	109

（1）第一次實(shí)驗(yàn)中生成氣體的質(zhì)量4.4克．
（2）實(shí)驗(yàn)所用鹽酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是24.3%．
（3）此樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（4）最后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量是多少克？

Answer 1

分析 （1）兩種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，若其中一種物質(zhì)的質(zhì)量增加時(shí)而生成物的質(zhì)量卻不變，說明參加反應(yīng)的另一反應(yīng)物已完全反應(yīng)；根據(jù)這一規(guī)律，分析三組實(shí)驗(yàn)中的混合物質(zhì)量、稀鹽酸質(zhì)量、生成二氧化碳質(zhì)量間的關(guān)系，判斷恰好完全反應(yīng)的一組實(shí)驗(yàn)；
（2）根據(jù)第一次的實(shí)驗(yàn)，30g樣品與30g稀鹽酸反應(yīng)可生成30g+30g-55.6g=4.4g二氧化碳求出鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量；
（3）根據(jù)樣品中碳酸鈉完全反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量，利用反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量；
（4）恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液為原樣品中不與鹽酸反應(yīng)的氯化鈉和反應(yīng)后生成的氯化鈉溶于水所得的溶液，因此，此時(shí)溶液中氯化鈉的質(zhì)量為兩部分氯化鈉的質(zhì)量和．

解答 解：（1）根據(jù)第一次的實(shí)驗(yàn)，30g樣品與30g稀鹽酸反應(yīng)可生成30g+30g-55.6g=4.4g二氧化碳；而第二次加入30g稀鹽酸也得到30g+55.6g-81.2g=4.4g二氧化碳；第三次加入30g稀鹽酸得到4二氧化碳的質(zhì)量為30g+81.2g-109g=2.2g說明前兩次鹽酸完全反應(yīng)，第三次鹽酸有剩余，碳酸鈣完全反應(yīng)．
第一次實(shí)驗(yàn)中生成氣體的質(zhì)量是4.4g；
（2）鹽酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量是x
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
       73              44
       x               4.4g
$\frac{73}{x}=\frac{44}{4.4g}$
x=7.3g
所用鹽酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{7.3g}{30g}×$100%≈24.3%
（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：生成二氧化碳的質(zhì)量為：4.4g+4.4g+2.2g=11g
所取的混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為y，設(shè)生成氯化鈉的質(zhì)量為z
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106          117       44
x             z       11g
$\frac{106}{y}=\frac{44}{11g}$
y=26.5g
$\frac{117}{z}=\frac{44}{11g}$
z=29.25g
此樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{26.5g}{30g}×$100%=85%
恰好反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{30g-26.5g+29.25g}{109g}×$100%≈30%
答案：
（1）4.4；
（2）24.3%；
（3）此樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是85%；
（4）恰好反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%．

點(diǎn)評(píng) 利用質(zhì)量守恒定律，恰好完全反應(yīng)時(shí)反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量=樣品質(zhì)量+所加稀鹽酸的質(zhì)量-放出二氧化碳的質(zhì)量．