Question

刘明用石灰石（杂质不与酸反应，也不溶于水）和稀盐酸反应制取二氧化碳，在准备将反应后的废液倒进废液缸时，发现实验桌上有一瓶未知质量分数的Na₂CO₃溶液，他决定利用该废液测定Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数．他将废液过滤，然后向废液中慢慢滴加Na₂CO₃溶液，加入Na₂CO₃溶液的质量与生成沉淀质量的关系如图所示．
（1）在加入Na₂CO₃溶液的过程中，开始时没有发现沉淀生成，说明滤液中的溶质除含有CaCl₂外，还含有

HCl

；                     
（2）求Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数．（计算结果精确到0.1%）
（3）求题（1）滤液中还含有溶质的质量．

Answer 1

分析：（1）由图象可知，在加入Na₂CO₃溶液的过程中，开始时没有发现生成沉淀，这说明Na₂CO₃溶液在与废液中的其它成分发生反应，根据形成废液的化学反应考虑；
（2）由图示可知，完全反应时生成沉淀的质量为5g，加入碳酸钠的质量为25g；和氯化钙溶液反应的碳酸钠的质量为25g-5g=20g．根据碳酸钠与氯化钙反应的化学方程式和生成沉淀的质量，列出比例式，就可计算出与氯化钙反应的碳酸钠的质量，然后根据溶质质量分数的公式进行计算；
（3）根据题意（1）滤液中还含有溶质是HCl，与5克的碳酸钠溶液反应，根据反应的方程式，由碳酸钠的质量可求出还含有溶质的质量．

解答：解：（1）因为废液是碳酸钙与盐酸反应后的废液，说明其中还有未完全反应的盐酸在与Na₂CO₃溶液反应；
（2）由题意可知，（25g-5g）Na₂CO₃溶液与氯化钙溶液全部反应，生成5g碳酸钙沉淀
设：20gNa₂CO₃溶液中溶质的质量为x，
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100   
 x           5g  

106

100

=

x

5g

   x=5.3g；
所以碳酸钠溶液溶质的质量分数=

5.3g

20g

×100%=26.5%
（3）5gNa₂CO₃溶液中碳酸钠的质量为：5g×26.5%=1.325g
设（1）滤液中还含有溶质的质量为z．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73
1.325g   z

106

73

=

1.325g

z

  z=0.9g
故答为：（1）滤液中的溶质除含有CaCl₂外，还含有HCl； （2）Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数为26.5%；（3）题（1）滤液中还含有溶质的质量为0.9g．

点评：根据反应的化学方程式能表示反应中各物质的质量关系，由反应中某物质的质量可计算出反应中其它物质的质量．