题目内容

用图示装置测定因存放不当而部分变成碳酸钠的烧碱中氢氧化钠的质量分数．所取试样质量8.00 g、锥形瓶质量140.00 g，加入足量稀硫酸（质量为50.00 g）每隔相同时间读数一次，数据如下表：
读数次数质量/g
锥形瓶+试样+稀硫酸第1次 197.64
第2次 197.48
第3次 197.26
第4次 197.16
第5次 197.12
第6次 197.12
（1）不必进行第七次读数的原因是______．
（2）计算氢氧化钠的质量分数．
（3）所用稀硫酸中H₂SO₄的质量分数不低于多少？

解：（1）第5次和第6次读数为197.12，读数相同，说明此时反应已经结束，不再放出气体，总质量不再改变；
故答案为：第5次和第6次读数相同，已充分反应；
（2）CO₂的质量m（CO₂）=（8.00 g+140.00 g+50.00 g）-197.12 g=0.88 g
设所需样品中Na₂CO₃的质量为x．
Na₂CO₃+H₂SO₄═H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄
106 44
x 0.88 g
106：44=x：0.88g 解之得 x=2.12 g
则所取样品中NaOH的质量分数= $\text{[math]}$ ×100%=73.5%
（3）设样品中Na₂CO₃消耗H₂SO₄的质量为y．
Na₂CO₃+H₂SO₄═H₂O+CO₂↑+Na₂SO₄
106 98
2.12 g y
106：98=2.12g：y 解之得 y=1.96 g
试样中NaOH的质量=8.00g-2.12g=5.88g，设试样中NaOH消耗H₂SO₄的质量为z．
2NaOH+H₂SO₄═2H₂O+Na₂SO₄
80 98
5.88g z
80：98=5.88g：z 解之得 z=7.20 g
则稀硫酸中H₂SO₄的质量分数不低于 $\text{[math]}$ ×100%=18.32%
答：（2）氢氧化钠的质量分数为73.5%；
（3）所用稀硫酸中H₂SO₄的质量分数不低于18.32%．
分析：根据固体混合物与硫酸的反应，分析所记录的数据，利用质量守恒定律，找出反应放出二氧化碳的质量；最后结合反应的化学方程式，由二氧化碳气体的质量计算出参加反应的碳酸钠、硫酸的质量即可解决问题．
点评：若50.00g稀硫酸恰好完全反应，则稀硫酸的质量分数为18.32%；若稀硫酸还有剩余，则稀硫酸的质量分数大于18.32%．