Question

向139mL密度為1.05g/cm³的CaCl₂和HCl混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液，測得生成的沉淀質量（y軸）與加入Na₂CO₃溶液的體積（x軸）的關系如圖，已知原溶液中含CaCl₂為7.6%，恰好完全反應時，加入Na₂CO₃溶液的總質量為191.9g（設此時溶液密度為1.02g/cm³）求：
（1）原溶液中HCl質量分數(shù)；
（2）反應后所得溶液的物質的量的濃度（最后保留一位小數(shù)）．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：根據(jù)題意混合液與滴加的碳酸鈉溶液發(fā)生了2個反應：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl、Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O；結合圖象分析可知：向混合液中滴加了2amL的碳酸鈉溶液后才開始產(chǎn)生沉淀，滴加到3amL時不再產(chǎn)生沉淀，說明氯化鈣與碳酸鈉溶液的反應，消耗碳酸鈉溶液的體積是amL，HCl與碳酸鈉溶液反應消耗碳酸鈉溶液的體積是2amL，根據(jù)m=ρ?V可計算出氯化鈣、氯化氫各消耗的碳酸鈉溶液質量；再根據(jù)氯化鈣的質量分數(shù)計算出氯化鈣的質量，根據(jù)反應方程式Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl計算出反應消耗碳酸鈉的質量、生成的碳酸鈣、氯化鈉的質量，據(jù)此可以計算出碳酸鈉溶液的質量分數(shù)，從而計算出氯化氫消耗的碳酸鈉的質量，再根據(jù)反應Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O計算出反應消耗的氯化氫的物質的量及生成的氯化鈉、二氧化碳的質量；
然后根據(jù)質量守恒定律計算出反應后溶液質量、溶質氯化鈉的質量、物質的量，再根據(jù)溶液密度計算出溶液體積，最后計算出反應后溶液的物質的量濃度．

解答： 解：根據(jù)題中數(shù)據(jù)及反應圖象可知碳酸鈉溶液的密度為：ρ=

m

V

=

191.9g

3a

=

63.97

a

/mL，
圖象中消耗碳酸鈉溶液0-2amL時，沒有生成沉淀，說明溶液中氯化氫消耗了2amL碳酸鈉溶液，所以氯化氫消耗的碳酸鈉溶液的質量為：

63.97

a

/mL×2amL=127.94g；
橫坐標中從2amL碳酸鈉溶液時開始生成沉淀，到3amL時沉淀不再增加，說明氯化鈣消耗了amL碳酸鈉溶液，氯化鈣消耗的碳酸鈉溶液的質量為：ρ=

m

V

=

63.97

a

/mL×amL=63.97g；
設與氯化鈣反應的碳酸鈉溶液的質量為x，生成氯化鈉的質量為y，碳酸鈣的質量為z，
原溶液中含CaCl₂為7.6%，原溶液中含有氯化鈣的質量為：1.05g/mL×139mL×7.6%≈11.1g，
則：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
   106     111    100     117
    x      11.1g   z       y

106

x

=

111

11.1

，解得x=10.6g，
y=

117×11.1

111

g=11.7g，
z=

100×11.1g

111

=10g，
碳酸鈉溶液中溶質的質量分數(shù)為：

10.6g

63.97

×100%，
與鹽酸反應的碳酸鈉的質量為：127.94g×

10.6g

63.97

×100%=21.2g，
設參加反應的氯化氫的質量為Z，生成氯化鈉的質量為Q，生成二氧化碳的質量為W，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
 106    73   117   44
 21.2g  Z    Q     W
Z=

21.2g×73

106

=14.6g，
Q=

21.2g×117

106

=23.4g，
W=

21.2g×44

106

=8.8g，
（1）原溶液中氯化氫的質量分數(shù)為：ω（HCl）=

14.6g

139mL×1.05g/mL

×100%=10%，
答：原溶液中HCl質量分數(shù)為10%；
（2）所得溶液中物質的量濃度為：c（NaCl）=

n

V

=

11.7g+23.4g 58.5g/mol

146g+191.9g-10g-8.8g 1.02g/cm3×1000cm3/L

=1.9mol/L，
答：反應后所得溶液的物質的量的濃度1.9mol/L．

點評：本題考查了有關混合物的計算，題目難度較大，本題將數(shù)學圖象應用于化學計算中（讀懂圖象是解題關鍵），解答本題的關鍵是讀懂圖象中點、線的意義．