Question

（3分）某化學小組同學用石灰石(雜質不與酸反應，也不溶于水)和稀鹽酸反應制取二氧化碳后，利用所得廢液測定一瓶Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數。他們將廢液過濾，然后向濾液中慢慢滴加該Na₂CO₃溶液，加入Na₂CO₃溶液的質量與生成沉淀質量的關系如下圖所示。（反應的化學方程式為Na₂CO₃+CaCl₂= CaCO₃↓+2NaCl）。

請回答：
（1）該瓶廢液中的溶質有_______________________（寫化學式)。
（2）計算這瓶Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數。(寫出計算過程)

Answer 1

試題分析：（1）所得廢液是由碳酸鈣和鹽酸反應所制得，故廢液中肯定含有生成的氯化鈣；再根據反應的圖像分析，廢液和碳酸鈉溶液反應開始時并沒有沉淀生成，說明廢液中還含有過量的鹽酸，故該瓶廢液中的溶質有CaCl₂ 、HCl；
（2）由于鹽酸的量不確定，所以可以分析碳酸鈉溶液質量從5g到25g的變化，由圖可看出，20g碳酸鈉溶液和廢液反應生成碳酸鈣沉淀的質量為5g，可由碳酸鈣的質量，根據碳酸鈉與氯化鈣反應的化學方程式求出碳酸鈉的質量，進而求出其質量分數。
解：由圖像可知，(25g－5g="20g)" Na₂CO₃溶液與氯化鈣溶液全部反應，且生成5g碳酸鈣沉淀。
設：20gNa₂CO₃溶液中溶質的質量為x
Na₂CO₃+CaCl₂= CaCO₃↓+2NaCl
106          100
x          5g
106：100=x：5g
解得x="5.3g"
則該Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數為×100%="26.5%"
答：這瓶Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數為26.5%。
點評：此題是關于化學方程式及溶質質量分數的計算題，主要是利用圖表及反應方程式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的識圖能力和數據分析能力；解答本題的關鍵是要分析圖表的數據對應的反應，在計算碳酸鈉的質量分數時要注意數據的對應性，如所求碳酸鈉的質量是通過20g碳酸鈉溶液求出的，不是25g溶液。