Question

3．工业上候氏制碱法制得的纯碱产品中常含有少量的氯化钠杂质，化验员要对每批次的纯碱产品进行检验．在实验室中取27g纯碱样品，平均分成五份，依次加入盛有100g稀盐酸的锥形瓶中，每次充分反应后进行称量，得到的实验数据如下

	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
加入纯碱样品的质量/g	5.4	5.4	5.4	5.4	5.4
锥形瓶内物质的总质量/g	103.2	106.4	109.6	115	120.4

（1）第一次加入纯碱样品充分反应后，生成二氧化碳的质量是2.2g．
（2）计算纯碱样品中碳酸钠的质量分数．
（3）计算所用盐酸的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律，由反应前后烧杯及所盛物质总质量的差，计算生成二氧化碳的质量；
（2）根据完全反应后所放出二氧化碳的质量，计算样品中碳酸钠的质量，由碳酸钠质量与样品质量比计算样品中碳酸钠质量分数进行解答；
（3）根据完全反应后所放出二氧化碳的质量，计算所用稀盐酸的质量即可进行解答．

解答 解：（1）根据质量守恒定律，第一次加入纯碱样品充分反应后，生成二氧化碳的质量为：100g+60g+5.4g-163.2g=2.2g；
（2）第三次加入纯碱样品充分反应后与100g盐酸恰好完全反应，共生成二氧化碳的质量=5.4g×3+100g+60g-169.6g=6.6g
设前三次样品中含有碳酸钠的质量为x，所用稀盐酸中溶质的质量为y
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73             44
x       y              6.6g
$\frac{106}{x}$=$\frac{73}{y}$=$\frac{44}{6.6g}$
x=15.9g
y=10.95g
纯碱样品中碳酸钠的质量分数为：$\frac{15.9g}{5.4g×3}$×100%≈98.1%；
（3）所用稀盐酸的质量分数为：$\frac{10.95g}{100g}$×100%=10.95%．
故答案为：（1）2.2；
（2）纯碱样品中碳酸钠的质量分数约为98.1%；
（3）所用稀盐酸的质量分数是10.95%．

点评 根据第三次实验数据加入稀盐酸后剩余物质质量不再改变可知得，此时所加入的稀盐酸不再反应，碳酸钠完全反应，反应放出二氧化碳的总质量可由质量守恒定律求得．