Question

11．石灰石是主要修路材料之一，某興趣小組用修路材料石灰石（雜質不與酸反應，也不溶于水）和稀鹽酸反應制取二氧化碳，該小組取石灰石20g，將一定質量的稀鹽酸平均分5次加入其中，記錄數據如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
剩余固體的質量/g	17.8	15.6	13.4	m	13.4

在準備將反應后的廢液倒進廢液缸時，發現實驗桌上有一拼未知質量分數的Na₂CO₃溶液，他們決定利用該廢液，測定這瓶Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數．他們將廢液過濾，取部分溶液的質量與生產沉淀質量的關系如圖所示．請計算：
（1）表中m=13.4；
（2）當20g石灰石完全反應時生成CO₂的質量；
（3）Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數和a點時溶液中溶質的質量．

Answer 1

分析 首先分析碳酸鈣和鹽酸反應對應的數據可知，到剩余13.4g時質量不再改變，所以可以確定m的數值，也就可以確定碳酸鈣的質量，進而根據碳酸鈣的質量求算生成的二氧化碳的質量．最后一問的計算先根據生成的碳酸鈣的質量求算對應的20g碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質量，進而求算出對應的質量分數．最后根據鈉元素守恒求算a點時生成的氯化鈉的質量．

解答 解：
根據圖可以看出當固體剩余13.4g時質量不再改變，所以中間的m的數值是13.4．也就知道碳酸鈣的質量為20g-13.4g=6.6g
設6.6g碳酸鈣反應生成的二氧化碳的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                  44
6.6g                                  x
$\frac{100}{44}$=$\frac{6.6g}{x}$
x=2.904g
根據圖可以知道對應碳酸鈣生成的碳酸鈉溶液的質量為25g-5g=20g
設所用碳酸鈉溶液中溶質的質量分數y
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
           106          100
           20gy         5g
$\frac{106}{100}$=$\frac{20gy}{5g}$
y=26.5%
由于生成的氯化鈉既有碳酸鈉和鹽酸反應得到的也有碳酸鈉和氯化鈣反應的，但是都是來自碳酸鈉中的鈉元素，所以可以根據鈉元素守恒計算．
設a點對應的氯化鈉的質量為z
Na₂CO₃∽∽∽∽2NaCl
106                  117
25g×26.5%        z
$\frac{106}{117}$=$\frac{25g×26.5%}{z}$
z≈7.3g
答：（1）表中m=13.4；
（2）當20g石灰石完全反應時生成CO₂的質量為2.904g；
（3）Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數為26.5%和a點時溶液中溶質的質量7.3g

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．