Question

某班同學(xué)在做完“二氧化碳的制取和性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)后，廢液缸內(nèi)盛有大量的鹽酸與氯化鈣的混合溶液（不考慮其他雜質(zhì)）．為了對(duì)廢液進(jìn)行探究，某小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取廢液缸中的澄清溶液20g盛于燒杯中，逐滴加入5.3%的碳酸鈉溶液使其完全反應(yīng)．有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表．當(dāng)碳酸鈉溶液滴加至50g（已過量）時(shí)，將杯中物質(zhì)進(jìn)行過濾后得干燥固體1.0g．其他數(shù)據(jù)記錄如下：

測定次數(shù)	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入Na2CO3溶液/g	10.0	20.0	30.0	40.0	50.0
杯中物質(zhì)的總質(zhì)量/g	29.78	39.56	49.56	59.56	未測

（1）求鹽酸完全反應(yīng)時(shí)生成的二氧化碳的質(zhì)量．
（2）20g廢液中含氯化氫的質(zhì)量．

（3）請(qǐng)?jiān)谟覉D中畫出生成沉淀隨加入Na₂CO₃溶液質(zhì)量變化的曲線．
（4）當(dāng)廢液中兩種物質(zhì)剛好消耗完畢時(shí)，所得溶液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析隨著碳酸鈉溶液的加入燒杯中所余物質(zhì)質(zhì)量的變化，當(dāng)加入碳酸鈉溶液后燒杯中剩余物質(zhì)質(zhì)量不再減少，則溶液中鹽酸完全反應(yīng)；利用此時(shí)變化前后剩余物質(zhì)質(zhì)量的差，計(jì)算出生成二氧化碳的質(zhì)量；
（2）由碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，由放出二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算反應(yīng)所消耗鹽酸的質(zhì)量；
（3）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，判斷所加入碳酸鈉溶液與氯化鈣開始反應(yīng)生成沉淀時(shí)的質(zhì)量，此為曲線的起點(diǎn)；由反應(yīng)化學(xué)方程式，由生成沉淀的質(zhì)量，計(jì)算恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗碳酸鈉溶液的質(zhì)量，判斷曲線的折點(diǎn)；
（4）反應(yīng)后溶液為氯化鈉溶液，其中氯化鈉質(zhì)量為所加碳酸鈉與鹽酸及氯化鈉反應(yīng)所生成氯化鈉的質(zhì)量和，反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量可根據(jù)質(zhì)量守恒定律求得，最后利用溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算所得溶液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第1次、第2次加入碳酸鈉溶液時(shí)，燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)總質(zhì)量都有所減小，而第3次加入碳酸鈉溶液，燒杯中所剩余物質(zhì)質(zhì)量不再減少，說明前兩次所加入的碳酸鈉溶液已經(jīng)把鹽酸完全反應(yīng)；此時(shí)反應(yīng)放出二氧化碳的質(zhì)量=20g+20g-39.56g=0.44g；
（2）設(shè)20g廢液中含氯化氫的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
        73             44
        x             0.44g

73

x

=

44

0.44g

  x=0.73g
（3）當(dāng)加入20g碳酸鈉溶液時(shí)，混合溶液中的鹽酸完全反應(yīng)，此時(shí)，所加入的碳酸鈉溶液開始與氯化鈣反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀；此時(shí)為曲線的起點(diǎn)；
設(shè)恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗碳酸鈉溶液的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+CaCl₂═2NaCl+CaCO₃↓
106                 100
y×5.3%               1g

106

y×5.3%

=

100

1g

  y=20g，即加入碳酸鈉溶液的質(zhì)量（20+20）g=40g時(shí)，恰好完全反應(yīng)；此時(shí)為曲線的折點(diǎn)，以后沉淀質(zhì)量不再改變；
（4）設(shè)加入40g碳酸鈉溶液時(shí)，可生成氯化鈉的質(zhì)量為z
Na₂CO₃～2NaCl
106       117
40g×5.3%  z

106

40g×5.3%

=

117

z

 z=2.34g
所得溶液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

2.34g

59.56g-1g

×100%=4.0%
故答案為：
（1）鹽酸完全反應(yīng)時(shí)生成的二氧化碳的質(zhì)量為0.44g；
（2）20g廢液中含氯化氫的質(zhì)量為0.73g；
（3）
（4）所得溶液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%．
（其他解法合理正確均給分）

點(diǎn)評(píng)：繪制隨加入碳酸鈉溶液質(zhì)量增加而生成沉淀的質(zhì)量曲線時(shí)，曲線的起點(diǎn)即混合溶液中鹽酸恰好完全反應(yīng)，曲線的折點(diǎn)即混合溶液中氯化鈣恰好完全反應(yīng)．