Question

10．某化工廠的廢水中只含有稀鹽酸和氯化鐵，小敏采集了該廢水樣品95.4g，并向其中滴加20%的氫氧化鈉溶液至恰好完全反應(yīng)，測得所加入的氫氧化鈉溶液質(zhì)量與反應(yīng)生成的沉淀質(zhì)量關(guān)系如圖所示，已知上述反應(yīng)后所得溶液在常溫下為不飽和溶液，求該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 廢水中的鹽酸和FeCl₃兩種物質(zhì)都可與加入的氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，鹽酸先與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，生成氯化鈉和水，而只有FeCl₃與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，同時生成氯化鈉；
因此恰好完全反應(yīng)時所得溶液為氯化鈉溶液，其中溶質(zhì)氯化鈉質(zhì)量為兩個反應(yīng)生成氯化鈉的質(zhì)量和，利用質(zhì)量守恒計算出所得溶液的質(zhì)量，最后使用溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式，計算廢水樣品完全反應(yīng)后的溶液里溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：
廢水中的鹽酸和FeCl₃兩種物質(zhì)都可與加入的氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，氫氧化鈉先與鹽酸發(fā)生中和反應(yīng)生成氯化鈉和水，后與氫氧化鐵反應(yīng)，而只有FeCl₃與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，同時生成氯化鈉；
設(shè)生成21.4g氫氧化鐵沉淀時，生成氯化鈉的質(zhì)量為x，消耗氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為y，
FeCl₃+3NaOH═3NaCl+Fe（OH）₃↓
       120    175.5    107
        y      x       21.4g
$\frac{120}{y}=\frac{175.5g}{x}=\frac{107}{21.4g}$
x=35.1g
y=24g
則與鹽酸反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量=80g-60g=20g，設(shè)生成氯化鈉的質(zhì)量為z
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
     40            58.5
（160g×20%-24g）   z
$\frac{40}{（160g×20%-24g）}=\frac{58.5}{z}$  
z=11.7g
該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{35.1g+11.7g}{95.4g+160g-21.4g}×$100%=20%
答案：該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%．

點(diǎn)評 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，廢水樣品完全反應(yīng)后的溶液里溶質(zhì)的質(zhì)量=所取廢水的質(zhì)量+所加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量-生成沉淀的質(zhì)量．