题目内容

为测定NaCl、Na₂CO₃固体混合物组成．某化学课外小组取29g该混合物于烧杯中，分五次加入稀盐酸（每次50g）．实验所得数据如下表：
实验次数第一次第二次第三次第四次第五次
加入稀盐酸的质量 50g 50g 50g 50g 50g
烧杯和烧杯内物质的总质量 159.1g 206.9g 254.7g 302.5g 352.5g
请你计算：①原混合物中Na₂CO₃的质量分数；
②实验完毕后，溶液中NaCl的质量分数（以上计算结果均保留一位小数）．

解：由题意，第四次实验正好完全反应，实验完毕后生成二氧化碳的质量=（159.1g+50g-206.9g）×4=8.8g
设原混合物中碳酸钠的质量为x，它与稀盐酸反应生成的氯化钠的质量为y
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 117 44
x y 8.8g
$\text{[math]}$ x=21.2g
$\text{[math]}$ y=23.4g
（1）原混合物中Na₂CO₃的质量分数= $\text{[math]}$ =73.1%
（2）实验完毕后，溶液中NaCl的质量分数= $\text{[math]}$ =11.5%
答：①原混合物中Na₂CO₃的质量分数为73.1%；
②实验完毕后，溶液中NaCl的质量分数为11.5%．
分析：NaCl、Na₂CO₃固体混合物中滴加盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；二氧化碳放出使反应前后总质量减小；完全反应后所得溶液为氯化钠溶液，其中溶质氯化钠为原混合固体物中氯化钠质量与反应生成氯化钠质量之和；
第二次反应前后烧杯和烧杯内物质的总质量差=159.1g+50g-206.9g=2.2g；
第三次反应前后烧杯和烧杯内物质的总质量差=206.9g+50g-254.7g=2.2g；
第四次反应前后烧杯和烧杯内物质的总质量差=254.7g+50g-302.5g=2.2g；
第五次反应前后烧杯和烧杯内物质的总质量差=302.5g+50g-352.5g=0；说明第四次混合物中的碳酸钠已完全反应，前四次反应每次反应放出2.2g二氧化碳，四次反应共放出二氧化碳的质量=（159.1g+50g-206.9g）×4=8.8g；
根据反应的化学方程式，利用反应生成二氧化碳气体的质量可计算反应消耗碳酸钠的质量和生成氯化钠的质量．
点评：根据质量守恒定律，反应后所得溶液的质量=固体混合物质量+五次所加稀盐酸的质量-放出二氧化碳的质量．

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（2013?高淳县二模）学习化学一年后，同学们对课本上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”以及“支持燃烧的气体一般是氧气”这两句话产生了质疑．在老师的帮助下，用金属钠来探究下列问题：
【提出问题】
1．金属钠能否置换出硫酸铜溶液中的铜？
2．金属钠能否在其他气体（如：CO₂）中燃烧？
【查阅资料】金属Na性质活泼，常温下，它极易与氧气反应生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠．金属钠还可以与水剧烈反应放出氢气．
【实验探究】
实验一：
①在实验室中，金属钠保存在煤油中；
②用镊子从煤油中取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面煤油后投入硫酸铜溶液中，观察到溶液中出现蓝色沉淀，但没有红色的物质析出；
③按照步骤②将金属钠投入水中，待反应结束后滴加酚酞溶液，发现溶液变红．
实验二：将燃烧的钠迅速伸入盛有CO₂的集气瓶中，观察到钠在CO₂中继续燃烧，反应后冷却，瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质．
【问题讨论】
（1）金属钠保存在煤油中的原因是：

防止钠与氧气和水反应变质

防止钠与氧气和水反应变质

．
（2）根据上述资料写出钠块投入水中发生反应的化学方程式：

2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑

2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑

．
（3）实验二中生成的黑色颗粒是

，而白色物质可能是什么呢？
①同学们围绕白色物质可能是什么产生如下猜想：甲认为白色物质是氧化钠，乙认为是碳酸钠，丙认为是氧化钠和碳酸钠的混合物，丁认为是氢氧化钠．我认为丁的猜想是错误的，理由是

反应物中没有氢元素

反应物中没有氢元素

．
②对白色物质是什么进行实验再探究，方案设计如下：
方案1：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色，结论：白色物质中一定有氧化钠．
方案2：取该样品少量于试管里，滴加足量盐酸，溶液中有气泡冒出，结论：白色物质中一定有

．
方案3：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的

溶液（供选试剂：A．石灰水B．氯化钙溶液 C．硫酸铜溶液），出现白色沉淀，然后过滤，再向溶液里滴加无色酚酞试液，无明显现象出现．则

（在甲、乙、丙中选）的猜想成立．
③评价与反思：小娟同学认为实验方案1得出的结论不正确，其理由是

碳酸钠溶液也是碱性的

碳酸钠溶液也是碱性的

；
实验室中的金属钠着火时，你的灭火方法是

用沙子覆盖

用沙子覆盖

．
【拓展应用】
测定实验中使用的标有质量分数为16%的盐酸（图1）的实际质量分数．
（1）为了测定，需配制20%的氢氧化钠溶液100g．配制步骤有：①溶解 ②计算，需氢氧化钠

g ③装瓶并贴标签 ④称取氢氧化钠，量取水

mL（水的密度为1g/mL）．其正确的顺序为

（填序号）．
配制氢氧化钠溶液时，需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、滴管及

．
（2）小明同学在烧杯中加入配得的氢氧化钠溶液20g，再逐滴加入该盐酸．用pH测定仪测定滴加过程中溶液的pH．图2为测定仪打印出的滴加盐酸的质量与溶液pH的关系图．
①a点对应的溶液呈

（填“酸性”、“碱性”或“中性”）；
b点对应的溶液中的溶质为

（写化学式）．
②请以此次测定的数据，列式计算该盐酸的实际质量分数？
（3）该盐酸的实际质量分数与标签上标出的质量分数不一致的可能原因

盐酸具有挥发性

盐酸具有挥发性

（不考虑误差）．

某制碱厂以岩盐水为主要原料生产纯碱（Na₂CO₃）和其他副产品．
（一）有关资料
原料岩盐水主要是含NaCl，此外还含有较多Na₂SO₄，以及少量CaCl₂和MgCl₂．
上述几种物质在不同温度时的溶解度数据如下表：

温度/℃		0	10	20	30	40
溶解度 /g	NaCl	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6
	Na₂SO₄	4.5	9.6	20.2	40.8	48.4
	CaCl₂	59.5	65.0	74.5	100	116
	MgCl₂	52.9	53.8	54.8	56.0	58.0

（1）10℃时，饱和Na₂SO₄溶液中溶质的质量分数是

（精确到0.1%）．
（二）生产工艺

（2）“降温”的目的是析出副产品“A晶体”，A的化学式是

；
（3）反应器中的反应为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．再将NaHCO₃晶体转移出来后，加热所得固体即为工业纯碱．在整个生产工艺中没有涉及到的基本反应类型是

，可重复利用的是

CO₂（或NaCl）

CO₂（或NaCl）

（水除外，只需一种）；
（4）在反应器中总是先通氨气，后通二氧化碳，原因是

因为氨气溶解度大，形成碱性环境便于二氧化碳溶解

因为氨气溶解度大，形成碱性环境便于二氧化碳溶解

．
（三）工业纯碱中杂质的判断：
（5）已知：NH₄Cl NH₃↑+HCl↑
实验步骤：
①取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后再称重，发现质量无变化；
②另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．
由上述实验可确定纯碱样品含有杂质

（写化学式）．
（四）含量测定
（6）称取纯碱样品21.3g于烧杯中，加入适量水将其溶解，然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断用玻璃棒搅拌．先发生反应：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl；后发生反应：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图所示（不考虑CO₂的溶解），请你根据图甲提供的信息计算检测过程中产生CO₂的质量

．
（7）请通过计算并结合表判断此纯碱样品等级为

工业纯碱标准（Na ₂CO₃%≥）
优等品	一等品	合格品
99.2	98.8	98.0

（2012?荆州模拟）为测定某生理盐水中溶质的质量分数，将生理盐水样品与足量的AgNO₃溶液混合，有关实验数据如下表：

	反应前		反应后
实验数据	生理盐水样品的质量	加入AgNO₃溶液的质量	过滤后剩余溶液的质量
实验数据	130g	40g	167.13g

相对分子质量：NaCl-58.5 AgNO₃-170 Na NO₃-85 AgCl-143.5 H₂O-18
（1）反应后生成AgCl的质量为

g；
（2）反应后的溶液中所含的溶质是

硝酸钠，可能有硝酸银

硝酸钠，可能有硝酸银

；
（3）计算该生理盐水中溶质的质量分数（用百分数表示）．

同学们对课本上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”以及“支持燃烧的气体一般是氧气”这两句话产生了质疑．在老师的帮助下，用金属钠来探究下列问题：
[提出问题]1．金属钠能否置换出硫酸铜溶液中的铜？2．金属钠能否在其他气体（如：CO₂）中燃烧？
[查阅资料]金属Na性质活泼，常温下，它极易与氧气反应生成白色固体氧化钠，氧化钠溶于水生成氢氧化钠．金属钠还可以与水剧烈反应放出氢气．
[实验探究]实验一：①在实验室中，金属钠保存在煤油中；②用镊子从煤油中取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面煤油后投入硫酸铜溶液中，观察到溶液中出现蓝色沉淀，但没有红色的物质析出；
③按照步骤②将金属钠投入水中，待反应结束后滴加酚酞溶液，发现溶液变红．
实验二：将燃烧的钠迅速伸入盛有CO₂的集气瓶中，观察到钠在CO₂中继续燃烧，反应后冷却，瓶内附着黑色颗粒，并粘附着白色物质．
[问题讨论]（1）金属钠保存在煤油中的原因

钠易与氧气反应变质

钠易与氧气反应变质

．
（2）根据上述资料写出钠块投入水中所发生的反应方程式：

2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑

2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑

；钠投入硫酸铜溶液中总的反应方程式：

2Na+2H₂O+CuSO₄=H₂↑+Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄

2Na+2H₂O+CuSO₄=H₂↑+Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄

．氢氧化铜受热分解成氧化铜和水，若将24.0g剩余固体继续高温加热，发现固体质量减少了2.4g后质量不再改变，写出此过程中可能发生反应的化学方程式：

2Cu₂O+O₂↑

2Cu₂O+O₂↑

．
（3）实验二中生成的黑色颗粒是

，而白色物质可能是什么呢？
①同学们围绕白色物质可能是什么产生如下猜想：甲认为白色物质是Na₂O，乙认为是Na₂CO₃，丙认为是Na₂O和Na₂CO₃的混合物，丁认为是NaOH．
我认为认为丁的猜想是错误的，理由是

反应物中没有氢元素

反应物中没有氢元素

．
②对白色物质是什么进行实验再探究，方案设计如下：
方案1：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入无色酚酞试液，观察到溶液变成红色，结论：白色物质中一定有Na₂O．
方案2：取该样品少量于试管里，滴加足量稀盐酸，溶液中有气泡冒出，结论：白色物质中一定有

．
方案3：取该样品少量于试管里，加入适量的水，振荡，过滤，向滤液中加入过量的

溶液（供选试剂：A．石灰水B．氯化钙溶液 C．硫酸铜溶液），出现白色沉淀，然后过滤，再向溶液里滴加无色酚酞试液，无明显现象出现．则

（在甲、乙、丙中选）的猜想成立．
③评价与反思：大家认为实验方案1得出的结论不正确，其理由是

碳酸钠溶液也是碱性的

碳酸钠溶液也是碱性的

；
实验室中的金属钠着火时，你的灭火方法是

用黄沙掩埋

用黄沙掩埋

．
[拓展应用]小明同学为测定实验过程中所用的标示质量分数为32%的盐酸（图1）的实际质量分数，他与小组的其他同学用pH测定仪组成实验装置（图2）．实验时先在烧杯中加入20g 40%的氢氧化钠溶液，再逐滴加人该盐酸，测定仪打印出加入盐酸的质量与烧杯中溶液pH的关系图（图3）．

①发生反应的化学方程式为：

HCl+NaOH=NaCl+H₂O

HCl+NaOH=NaCl+H₂O

_．
②请以此次测定的结果，可计算出该盐酸的实际质量分数是

．
③请分析你的计算结果与标签标示的质量分数不一致的可能原因：

浓盐酸具有挥发性，长期放置质量分数减小

浓盐酸具有挥发性，长期放置质量分数减小

某制碱厂以岩盐水为主要原料生产纯碱（Na₂CO₃）和其他副产品．
（一）有关资料
原料岩盐水主要是含NaCl，此外还含有较多Na₂SO₄，以及少量CaCl₂和MgCl₂．
上述几种物质在不同温度时的溶解度数据如下表：
温度/℃ 0 10 20 30 40
溶
解
度
/g NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6
Na₂SO₄ 4.5 9.6 20.2 40.8 48.4
CaCl₂ 59.5 65.0 74.5 100 116
MgCl₂ 52.9 53.8 54.8 56.0 58.0
（1）10℃时，饱和Na₂SO₄溶液中溶质的质量分数是（精确到0.1%）．
（二）生产工艺

（2）“降温”的目的是析出副产品“A晶体”，A的化学式是；
（3）反应器中的反应为：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl．再将NaHCO₃晶体转移出来后，加热所得固体即为工业纯碱．在整个生产工艺中没有涉及到的基本反应类型是，可重复利用的是（水除外，只需一种）；
（4）在反应器中总是先通氨气，后通二氧化碳，原因是．
（三）工业纯碱中杂质的判断：
（5）已知：NH₄Cl　 NH₃↑+HCl↑
实验步骤：
①取一定质量的纯碱样品，经多次充分加热后再称重，发现质量无变化；
②另取少量纯碱样品加入适量水，样品完全溶解，向该溶液中加入过量稀HNO₃，再滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀．
由上述实验可确定纯碱样品含有杂质（写化学式）．
（四）含量测定
（6）称取纯碱样品21.3g于烧杯中，加入适量水将其溶解，然后逐滴加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸并不断用玻璃棒搅拌．先发生反应：Na₂CO₃+HCl=NaHCO₃+NaCl；后发生反应：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑．在上述过程中烧杯中溶液质量与加入稀盐酸质量的关系如图所示（不考虑CO₂的溶解），请你根据图甲提供的信息计算检测过程中产生CO₂的质量．
（7）请通过计算并结合表判断此纯碱样品等级为品．
工业纯碱标准（Na ₂CO₃%≥）
优等品一等品合格品
99.2 98.8 98.0