Question

【題目】小明同學欲測定部分變質的氫氧化鈉中碳酸鈉的含量（含少量其他不溶性雜質），進行了如下實驗：①取50g樣品，加入足量水，待完全冷卻后濾去不溶物，將得到的濾液平均分成五等份，倒入五個燒杯中；②向五個燒杯中分別加入一定質量14.6%的鹽酸；③將充分反應后得到的溶液進行稱量。實驗過程中圖像和所得數據如下，請你分析并進行有關計算：

	燒杯Ⅰ	燒杯Ⅱ	燒杯Ⅲ	燒杯Ⅳ	燒杯Ⅴ
加入鹽酸的質量（g）	25	50	75	100	140
燒杯中溶液質量（g）	55	80	104.78	129.34	168.9

(1)通過分析上述圖像及實驗數據，燒杯中鹽酸已經過量的有_______________________。

(2)樣品中碳酸鈉的質量分數是_____________？

(3)每份樣品溶液的質量為______；坐標中b=_______________。

Answer 1

【答案】燒杯V 26.5% 30g 92.5

【解析】

氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水，碳酸鈉和鹽酸反應生成氯化鈉、水、二氧化碳。向氫氧化鈉和碳酸鈉的混合溶液中滴加鹽酸，先發生酸堿中和反應。

（1）從燒杯Ⅰ到燒杯Ⅱ，鹽酸增加25g，燒杯中溶液的質量也增加25g，說明燒杯Ⅰ、Ⅱ中加入鹽酸的量不足，此時加入的鹽酸只和氫氧化鈉反應，無氣體逸出，燒杯中增加的質量等于加入鹽酸的質量；燒杯Ⅲ在燒杯Ⅱ的基礎上又增加25g鹽酸，但燒杯中溶液并未增加25g，說明此燒杯中鹽酸已經開始與碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體逸出，生成二氧化碳的質量為：80g+25g-104.78g=0.22g，同理，燒杯Ⅳ中生成二氧化碳的質量為：104.78g+25g-129.34g=0.44g，燒杯Ⅴ中生成二氧化碳的質量為：129.34g+40g-168.9g=0.44g， 燒杯Ⅴ相比燒杯Ⅳ加入的鹽酸更多，但生成二氧化碳的質量與燒杯Ⅳ一樣，說明燒杯Ⅴ中鹽酸已經過量，在燒杯燒杯Ⅲ和燒杯Ⅳ的基礎上繼續加鹽酸仍有二氧化碳生成，說明燒杯Ⅲ和燒杯Ⅳ中鹽酸是不足的；綜上分析，燒杯中鹽酸過量的只有燒杯Ⅴ。

（2）由（1）可知每份樣品完全反應生成二氧化碳的質量為0.22g+0.44g+0.44g=1.1g，則樣品中的碳酸鈉完全反應生成二氧化碳的質量為：1.1g×5=5.5g，設樣品中碳酸鈉的質量為x；

解得：x=13.25g；

樣品中碳酸鈉的質量分數是：。

（3）燒杯Ⅰ中加入25g鹽酸溶液質量變為55g，且沒有氣體逸出，說明每份樣品溶液的質量為55g-25g=30g。

鹽酸和氫氧化鈉溶液反應溶液質量增加比鹽酸和碳酸鈉反應增加的快，因為鹽酸和碳酸鈉反應有氣體從裝置中逸出，坐標b表示鹽酸恰好和氫氧化鈉反應時溶液的質量。由表格數據可知，25g鹽酸完全反應可以產生0.44g二氧化碳氣體，燒杯Ⅲ中生成0.22g二氧化碳氣體，說明燒杯Ⅲ中和碳酸鈉反應的鹽酸的質量為12.5g，則鹽酸和氫氧化鈉恰好完全反應時溶液的質量為：80g+12.5g=92.5g，則b=92.5。