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)量分數(shù)，設計了如下實驗方案：

[實驗數(shù)據(jù)]實驗共記錄了兩組數(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)過濾、洗滌、烘干后得到固體的質(zhì)量為10g．
根據(jù)實驗設計及有關數(shù)據(jù)進行分析與計算：
（1）混合溶液中HCl的質(zhì)量分數(shù)為

7.3%

．（只寫結果）
（2）實驗中混合溶液與Na₂CO₃溶液恰好完全反應，經(jīng)過濾后所得“濾液”中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

8.2%

．（不考慮過濾中的損失．只寫結果，保留小數(shù)點后一位）
（3）若在100g混合溶液中不斷加入10.6% 的Na₂CO₃的溶液，請你畫出加入Na₂CO₃溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量的關系圖．（在答題卡的坐標圖中作圖）
（4）混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分數(shù)為多少？（寫出計算過程）

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)量分數(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)量分數(shù)公式求出溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）設稀鹽酸中溶質(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)量分數(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)量分數(shù)為

23.4g

285.6g

×100%=8.2%

（3）碳酸鈉先和稀鹽酸反應不產(chǎn)生沉淀，稀鹽酸反應完后碳酸鈉再和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀，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再產(chǎn)生沉淀．故作圖見右圖曲線（共1分）
（4）解：設混合溶液中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)量分數(shù)=（11.1g÷100g）×100%=11.1%
答：混合溶液中CaCl₂的質(zhì)量分數(shù)為11.1%．

點評：溶液和化學反應融合的題目，是綜合性的題型，要求比較高．通常學生在計算時常常會忽視了實際參加反應的是溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量．