Question

在化學實驗技能考試做完“二氧化碳的制取和性質”實驗后，廢液桶中有大量的鹽酸與氯化鈣的混合溶液（不考慮其他雜質）．為避免污染環境并回收利用廢液，化學興趣小組做了如下實驗：取廢液10kg，向其中加入溶質質量分數為21.2%的碳酸鈉溶液．所得溶液pH與加入的碳酸鈉溶液的質量關系如圖所示（已知：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl）：
（1）通過如圖可知，當碳酸鈉溶液質量加到______kg時，廢液恰好處理完（鹽酸與氯化鈣的混合溶液完全轉化成氯化鈉溶液）．
（2）計算廢液中氯化鈣的質量分數．
（3）廢液恰好處理完時，溶液中氯化鈉的質量分數．

Answer 1

解：（1）生成的氯化鈉溶液顯中性，由圖示可知，當碳酸鈉溶液質量加到15kg時，pH=7，然后又上升，說明此時恰好將廢液處理完．
（2）由圖象可知與溶液中氯化鈣反應的碳酸鈉溶液的質量為：15kg-10kg=5kg，所含碳酸鈉的質量是5kg×21.2%=1.06kg
設廢液中氯化鈣的質量為x，生成的氯化鈉溶液的質量為y，
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106 111 100 117
1.06kg x z y
x=1.11kg
y=1.17kg
z=1kg
廢液中氯化鈣的質量分數為100%=11.1%．
（3）設碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉的質量為a，生成二氧化碳氣體的質量為b，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 117 44
10kg×21.2% a b
a=2.34kg
b=0.88kg
廢液恰好處理完時溶液中氯化鈉的質量分數為100%≈15.2%．
故答案為：（1）15kg；（2）廢液中氯化鈣的質量分數為11.1%；（3）廢液恰好處理完時溶液中氯化鈉的質量分數為15.2%．
分析：（1）由圖示可知，當碳酸鈉溶液質量加到15kg時，pH=7，然后又上升，說明此時恰好將廢液處理完．
（2）根據圖象可知：當碳酸鈉溶液質量加到10kg時，廢液中的鹽酸恰好處理完；10kg和15kg之間pH值不變，說明有5kg碳酸鈉溶液與氯化鈣恰好完全反應，根據碳酸鈉的質量求氯化鈣的質量，最后由溶質質量分數計算公式求溶液中氯化鈣的質量分數．
（3）廢液恰好處理完時，溶液中氯化鈉的質量為碳酸鈉與稀鹽酸生成的氯化鈉、碳酸鈉與氯化鈣生成的氯化鈉質量之和，由碳酸鈉與稀鹽酸反應的化學方程式計算出生成的氯化鈉的質量，最后由溶質質量分數計算公式求溶液中氯化鈣的質量分數．
點評：本題難度不大，掌握根據化學方程式與溶質質量分數的計算方法是正確解答本題的關鍵，解題時要注意解題的規范性．