Question

單晶硅是重要的半導體材料，某廠生產的單晶硅曾用于制造我國的第一顆人造衛星．在硅及相關產品的生產中排放的廢水中含有HCl．該廠化驗員對本廠排放廢水中HCl的質量分數進行測定：將20mL廢水（假定密度為1g/cm³）樣品置于錐形瓶中，用質量分數為1%的氫氧化鈉溶液進行中和，共用去氫氧化鈉溶液8g（假設廢水中不含其他能與氫氧化鈉溶液反應的物質）．
（1）計算該廢水中含HCl的質量分數．
（2）該廠每天產生廢水100t，若直接排放將對環境造成污染，必須進行無害
化處理后才能進行排放，現準備用氫氧化鈣粉末或氧化鈣粉末進行中和．有關數據如表所示：

物  質	物質（或溶質）的相對分子質量	市場參考價（元/噸）
氫氧化鈣粉末	74	200
氧化鈣粉末	56	150

你將選擇

CaO

（寫化學式）來中和廢水中的HCl，請說明理由

便宜

．

Answer 1

分析：（1）根據“氫氧化鈉的質量=質量×質量分數”計算出參與反應的氫氧化鈉的質量，然后根據氫氧化鈉與鹽酸反應的化學方程式和氫氧化鈉的質量，即可計算出參與反應的鹽酸的質量，進而求出氯化氫的質量分數；
（2）可以根據氧化鈣、氫氧化鈣分別與鹽酸反應的化學方程式就算出氧化鈣和氫氧化鈣的質量，然后進行比較

解答：解：（1）消耗掉的氫氧化鈉的質量為：8g×1%=0.08g
設該廠排放的廢水中含HCl的質量為x
NaOH+HCl═NaCl+H₂0
40   36.5
0.08g  x

40

0.05g

=

36.5

x

解得：x=0.365g
該廠排放的廢水中含HCl的質量分數為

0.365g

20g/mL×1g/cm3

×100%=0.365%
答：該廠排放的廢水中含HCl的質量分數為0.365%．
（2）設20ml廢水消耗的氫氧化鈣的質量為y
解答：Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
74         73
y       20g×0.365%

74

y

=

73

20g×0.365%

解得：y=0.074g
則100t廢水消耗的氫氧化鈣的質量為0.37t，需要資金74元；
設生成0.37t氫氧化鈣需要氧化鈣的質量為z
CaO+H₂O═Ca（OH）₂
56       80
z        0.37t

56

z

=

80

0.37t

解得：z=0.259t
需要資金為：0.259噸×150元/噸=38.85元
所以比較可以知道處理等質量的水，用氧化鈣更便宜．
故答案為：（1）0.365%；
（2）CaO粉末；便宜．

點評：本題主要考查學生運用化學方程式和溶質的質量分數公式進行計算的能力，難度較大．