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，進行了如下實驗：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．每次所用鹽酸的質量與反應后溶液的質量見下表．（計算結果保留一位小數(shù)）

次序	加入鹽酸的質量/克	反應后溶液的質量/克
1	30	55.6
2	30	81.2
3	30	109

（1）第一次實驗中生成氣體的質量4.4克．
（2）實驗所用鹽酸溶液的溶質質量分數(shù)是24.3%．
（3）此樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)是多少？
（4）最后所得溶液中溶質的質量是多少克？

Answer 1

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

解答 解：（1）根據(jù)第一次的實驗，30g樣品與30g稀鹽酸反應可生成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4二氧化碳的質量為30g+81.2g-109g=2.2g說明前兩次鹽酸完全反應，第三次鹽酸有剩余，碳酸鈣完全反應．
第一次實驗中生成氣體的質量是4.4g；
（2）鹽酸溶液的溶質質量是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質量分數(shù)是：$\frac{7.3g}{30g}×$100%≈24.3%
（3）由實驗數(shù)據(jù)可知：生成二氧化碳的質量為：4.4g+4.4g+2.2g=11g
所取的混合物中碳酸鈉的質量為y，設生成氯化鈉的質量為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量分數(shù)是：$\frac{26.5g}{30g}×$100%=85%
恰好反應后所得溶液中溶質質量分數(shù)=$\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量分數(shù)是85%；
（4）恰好反應后所得溶液中溶質質量分數(shù)為30%．

點評 利用質量守恒定律，恰好完全反應時反應后所得溶液的質量=樣品質量+所加稀鹽酸的質量-放出二氧化碳的質量．