Question

化學興趣小組在化學實驗室發現了一瓶已部分變質的氫氧化鈉溶液，想測試它的變質情況。小組同學取10g該溶液放入燒杯中，然后將20g稀鹽酸分4次加入同一個燒杯中充分反應，反應后稱量質量。

變質的            分四次             每次反應后
NaOH溶液          加入稀鹽酸           稱量質量
實驗過程的數據記錄如下：

實驗序號	1	2	3	4
稀鹽酸的質量（g）	5	5	5	5
反應后燒杯內物質的質量	15	19.56	24.12	29.12

若第一次實驗恰好完全反應，請回答下列問題：
（1）寫出第四次實驗后溶液中溶質的化學式____________；
（2）寫出第二次實驗中反應的化學方程式___________________________________；
（3）根據已知條件，列出求解參加反應的碳酸鈉質量（x）的比例式_____________；
（4）所用稀鹽酸的溶質質量分數為___________；
（5）該氫氧化鈉溶液中變質的氫氧化鈉與剩余氫氧化鈉的質量比為______________；
（6）第三次反應后的溶液中，再加入5.88g水，所得溶液中溶質的質量分數為_____。

Answer 1

（1）HCl和NaCl
(2) Na₂CO₃ +2HCl=" 2NaCl+" H₂O+ CO₂↑
(3) 106／44 =x／0.88g 
(4)14.6%     
(5)2:1
（6）11.7%

試題分析：氫氧化鈉易與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉，向已部分變質的氫氧化鈉溶液中加入鹽酸，根據酸堿鹽間的反應，加入的稀鹽酸先與氫氧化鈉反應，氫氧化鈉反應完全后再與碳酸鈉反應。根據實驗過程的數據記錄可知，當第二次加入稀鹽酸與碳酸鈉反應生成了二氧化碳氣體0.44g，第三次加入鹽酸后生成的二氧化碳氣體的質量為0.88g，第四次生成的二氧化碳的質量仍為0.88g，那么說明第三次加入鹽酸后碳酸鈉已完全反應，生成二氧化碳的總質量為0.88g，即第四次加入的鹽酸沒有參加反應，故第四次實驗后溶液中溶質是HCl和NaCl。根據二氧化碳的質量利用化學方程式可計算出碳酸鈉的質量；根據第二次或第三次生成的二氧化碳的質量可求出參加反應的鹽酸的溶質質量分數。
（3）設碳酸鈉的質量為x，生成的氯化鈉的質量為b；
Na₂CO₃ +2HCl=" 2NaCl+" H₂O+ CO₂↑
106           117           44
X            b           0.88g
106／44 =x／0.88g           117／44 =b／0.88g
X=2.12g                     b=2.34g
(4)設第三次所加稀鹽酸的溶質質量為y，
Na₂CO₃ +2HCl=" 2NaCl+" H₂O+ CO₂↑
44
Y               0.44g
73／44 =y／0.44g
y=0.73g
所用稀鹽酸的溶質質量分數=0.73g／5g ×100% =14.6%
（5）設變質的氫氧化鈉的質量為z ;未變質的氫氧化鈉的質量為a；鹽酸與氫氧化鈉反應生成的氯化鈉的質量為c；
2NaOH+CO₂==Na₂CO₃+H₂O       HCl+NaOH==NaCl+H₂O
80            106              36.5   40     58.5
Z              2.12g           0.73g   a       c
80／106 =z／2.12g               36.5／40 =0.73g／a    36.5／58.5 =0.73g／c
Z=1.6g                                 a=0.8g         c=1.17g
氫氧化鈉溶液中變質的氫氧化鈉與剩余氫氧化鈉的質量比=1.6g：0.8g=2:1
（6）生成的氯化鈉的質量為：2.34g+1.17g=3.51g
反應后溶液加水后的質量=10g+15g+5.88g-0.88g=30g
第三次反應后的溶液中，再加入5.88g水，所得溶液中溶質的質量分數為：
3.51g／30g ×100%=11.7%
答：略