Question

10．某化工厂的废水中只含有稀盐酸和氯化铁，小敏采集了该废水样品95.4g，并向其中滴加20%的氢氧化钠溶液至恰好完全反应，测得所加入的氢氧化钠溶液质量与反应生成的沉淀质量关系如图所示，已知上述反应后所得溶液在常温下为不饱和溶液，求该溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 废水中的盐酸和FeCl₃两种物质都可与加入的氢氧化钠溶液发生反应，盐酸先与氢氧化钠发生中和反应，生成氯化钠和水，而只有FeCl₃与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，同时生成氯化钠；
因此恰好完全反应时所得溶液为氯化钠溶液，其中溶质氯化钠质量为两个反应生成氯化钠的质量和，利用质量守恒计算出所得溶液的质量，最后使用溶液中溶质质量分数公式，计算废水样品完全反应后的溶液里溶质的质量分数．

解答 解：
废水中的盐酸和FeCl₃两种物质都可与加入的氢氧化钠溶液发生反应，氢氧化钠先与盐酸发生中和反应生成氯化钠和水，后与氢氧化铁反应，而只有FeCl₃与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，同时生成氯化钠；
设生成21.4g氢氧化铁沉淀时，生成氯化钠的质量为x，消耗氢氧化钠溶液的质量为y，
FeCl₃+3NaOH═3NaCl+Fe（OH）₃↓
       120    175.5    107
        y      x       21.4g
$\frac{120}{y}=\frac{175.5g}{x}=\frac{107}{21.4g}$
x=35.1g
y=24g
则与盐酸反应的氢氧化钠溶液的质量=80g-60g=20g，设生成氯化钠的质量为z
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
     40            58.5
（160g×20%-24g）   z
$\frac{40}{（160g×20%-24g）}=\frac{58.5}{z}$  
z=11.7g
该溶液中溶质的质量分数=$\frac{35.1g+11.7g}{95.4g+160g-21.4g}×$100%=20%
答案：该溶液中溶质的质量分数为20%．

点评 根据质量守恒定律，废水样品完全反应后的溶液里溶质的质量=所取废水的质量+所加入氢氧化钠溶液的质量-生成沉淀的质量．