Question

化学中质量守恒定律是一个非常重要的定量定律．
（1）如图装置中，称量小烧杯中所有物质的质量m₁，然后将小烧杯中的碳酸钠与盐酸完全混合，反应发生一段时间后，再称量小烧杯及烧瓶内物质的总质量为m₂，则（填“=”“＞”“＜”）m₁______m₂，其原因为______．
（2）天然气的主要成分是甲烷（CH₄），可直接用作气体燃料．燃烧反应前后分子种类变化的微观示意图如图所示．
①1个B分子中含有______个原子．
②四种物质中属于化合物的是______（填图中字母）．
（3）A和B可发生如下反应：3A+2B=A₃B₂，某学生做了3次该实验（每次均充分反应），反应前A和B的质量和都是l0g．有关实验数据见下表：

序号	反应前A的质量	反应前B的质量	反应后A3B2的质量
①	8g	2g	6g
②	4g	6g	6g
③	xg	yg	9g

X：Y的比值可能为______或______．
（4）为了测定某品牌食用纯碱中碳酸钠的质量分数，某校化学研究性学习小组的探究过程如下：
【提出问题】样品中碳酸钠的质量分数是多少？
【知识准备】食用纯碱的主要成分是碳酸钠，另外还含有少量的氯化钠；反应过程中不考虑水和氯化氢的挥发．
【设计方案】
（1）方案一：向一定量样品中加入过量澄清石灰水，根据反应生成碳酸钙的质量，先求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
（2）方案二：向一定量样品中加入足量的稀盐酸，根据反应生成二氧化碳的质量，先求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
【进行实验】甲组同学：称取24.00g样品，加水配成溶液，在溶液中加入过量的澄清石灰水．过滤、洗涤、干燥，共得到白色沉淀20.00g．乙组同学：称取24.00g样品，加入足量的稀盐酸直到反应停止，共收集到8.80g二氧化碳．
【解决问题】请你任选一组同学的实验结果，帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量分数．（写出计算过程．计算结果精确到0.1% ）______．

Answer 1

【答案】分析：（1）观察反应的装置，根据反应是在敞口的装置中进行，碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体会进入到空气中，分析反应前后质量的变化；
（2）观察反应的微观示意图，根据物质的构成，分析判断物质的类别；
（3）根据第①次反应和第②次反应进行比较，发现生成物质量相同，每一次反应时有一种物质过量，分析出真正参加反应的A与B的质量比，再根据反应前A和B的质量和都是l0g，分析x：y的值；
（4）根据题意可以选甲同学的实验数据进行计算．由碳酸钙沉淀的质量，根据碳酸钠与氢氧化钙反应的化学方程式求出碳酸钠的质量，即可求出样品中碳酸钠的质量分数．
解答：解：（1）由于反应是在敞口的装置中进行，碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出，导致烧杯中物质质量减轻．所以，反应前小烧杯中所有物质的质量大于反应后小烧杯中所有物质的质量，即m₁＞m₂；
（2）①由物质的微观示意图可知，1个B分子中含有2个原子；
②由物质的微观示意图可知，四种物质中A、C、D都是由不同元素组成的纯净物，属于化合物；
（3）由题意和图示数据可知，①同学所用药品充分反应时，生成物质量为6.0g故A不可能完全反应，那么B完全反应，A有剩余，故参与反应的A的质量为：6g-2g=4.0g；参与反应的A的质量：B的质量：A₃B₂量=4：2：6；所以乙同学所用药品充分反应时，A完全反应，B有剩余；
A的质量：B的质量：A₃B₂量=4：2：6，所以③学生如果B充分反应，则B的质量为：
yg：9g=2：6    解之得：y=3g，
则反应的x的质量是=10g-3g=7g    则x：y=7：3
如果A完全反应，则A的质量为：
xg：9g=4：6     解之得：x=6g，
则反应的y的质量是：y=10g-6g=4g，则x：y=6：4=3：2；
（4）设生成20.00g碳酸钙所需碳酸钠的质量为x，则有
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH
106              100
 x               20.00g
      x=21.2g
碳酸钠的质量分数是：×100%=88.3%．
故答为：（1）＞，生成的二氧化碳气体逸出，导致烧杯中物质质量减轻；（2）2，ACD；（3）7：3 或3：2  （4）88.3%．
点评：本题主要考查学生利用物质之间的质量比，计算未知的物质的质量的能力．解题的关键是根据已知条件求出物质之间的质量比，要全面考虑可能存在的情况．