Question

某碳酸钠固体样品中含有少量氯化钠．研究性学习小组的同学在探究该固体混合物中碳酸钠的质量分数时，设计并完成以下实验．
①取质量为a g的三个烧杯，各盛放质量分数相同的稀盐酸25g；
②向三个烧杯中分别放入质量不同的固体样品；
③充分反应后，称量烧杯和剩余物的质量．实验数据如下表．

所称量的物质	实验1	实验2	实验3
烧杯+稀盐酸（g）	a+25	a+25	a+25
加入的固体样品（g）	3.2	6.6	7.6
充分反应后，烧杯+剩余物（g）	a+27.1	a+29.4	a+30.4

问：三次实验中，稀盐酸完全反应的是（填实验序号）______．
求：（1）该固体样品中含碳酸钠的质量分数；
（2）所用盐酸溶液的质量分数．

Answer 1

【答案】分析：比较实验2和实验3可以知道加入固体样品实验3比实验2多1g，而剩余的固体的质量也是1g，所以可以判断实验2中的盐酸完全反应，比较实验1和实验2可以知道：实验2加入的固体比实验1中多加了3.4g固体样品，而反应后溶液只增加了2.3g，说明实验1中的3.2g样品中的碳酸钠全部发生了反应，所以综合以上的分析可以得出实验1中的固体样品完全反应，可以据此结合化学方程式来进行求解．
解答：解：比较实验2和实验3可以知道加入固体样品实验3比实验2多1g而剩余的固体的质量也是1g，所以可以判断实验3中的盐酸完全反应，比较实验1和实验2可以知道实验2加入的固体比实验1中多加了3.4g固体样品，而反应后溶液只增加了2.3g说明实验1中的3.2g样品中的碳酸钠全部发生了反应，所以综合以上的分析可以判断实验2中的盐酸已反应完全，实验2中生成气体的质量为：（a+25g）+6.6g-（a+29.4g）=2.2g
分析可以知道实验1的固体样品恰好完全反应，根据质量守恒定律可以知道生成气体的质量为：（a+25g）+3.2g-（a+27.1g）=1.1g；
设6.6g样品中含碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                    44
x                      1.1g

解得：x=2.65g
（1）该固体样品中含碳酸钠的质量分数为：×100%=82.8%
（2）设25g盐酸中含氯化氢的质量为y，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
        73             44
        y             2.2g
   
解得：y=3.65g
盐酸溶液的质量分数为：×100%=14.6%．
答：该固体样品中含碳酸钠的质量分数为82.8%；
（2）所用盐酸溶液的质量分数14.6%．
故答案为：
 2和3；
（1）82.8%；
（2）14.6%．
点评：本题难度较大，主要考查了通过表格分析有价值的数据，然后根据化学方程式进行有关量的计算，培养学生的分析能力和解决问题的能力．