Question

某化學興趣小組在用石灰石（雜質不與酸反應，也不溶于水）或稀鹽酸反應制取二氧化碳，在準備將反應后的廢液倒進廢液缸時，發現實驗桌上有一瓶未知質量分數的Na₂CO₃溶液，他們決定利用該廢液測定這瓶Na₂CO₃溶液的溶質質量分數．他們先將廢液過濾，然后向廢液中慢慢滴加Na₂CO₃溶液，加入Na₂CO₃溶液的質量與生成沉淀質量的關系如右圖所示．
（1）請寫出他們制取二氧化碳的化學反應方程式：．
（2）由圖象可知，在加入Na₂CO₃溶液的過程中，開始時沒有發現生成沉淀，這說明濾液中的溶質除含有CaCl₂外，還含有

 

．
（3）計算Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數．（請寫出規范的解題步驟，計算結果精確到0.1%）

Answer 1

分析：（1）碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，據此寫出化學方程式即可；
（2）由圖象可知，在加入Na₂CO₃溶液的過程中，開始時沒有發現生成沉淀，這說明Na₂CO₃溶液在與廢液中的其它成分發生反應，根據形成廢液的化學反應考慮；
（3）由圖示可知，完全反應時生成沉淀的質量為5g，加入碳酸鈉的質量為25g；根據碳酸鈉與氯化鈣反應的化學方程式和生成沉淀的質量，列出比例式，就可計算出與氯化鈣反應的碳酸鈉的質量，然后根據溶質質量分數=

溶質質量

溶液質量

×100%計算即可．

解答：解：（1）碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）因為廢液是碳酸鈣與鹽酸反應后的廢液，說明其中還有未完全反應的鹽酸在與Na₂CO₃溶液反應，故答案為：HCl．
（3）解：設20gNa₂CO₃溶液中溶質的質量為x，
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100
X            5g
∴106：100=x：5g，
解之得：X=5.3g，
該Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數為

5.3g

25g-5g

×100%=26.5%．
答：該Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數為26.5%．

點評：本題主要考查學生運用化學方程式和溶質質量分數公式綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．