Question

9．为了探究石灰石与稀盐酸反应制备二氧化碳后的废液中的溶质成分，将废液过滤，取滤液224.4克于烧杯中，在不断振荡的条件下，向其中逐滴加质量分数为10.6%的碳酸钠溶液直至过量，有关的变化如图所示．经测定A中只含有一种溶质．根据题中有关信息和图象分析回答下列问题．
（1）原废液中的溶质成分有CaCl₂，HCl（用化学式回答）
（2）该碳酸钠溶液中钠元素的质量分数为4.6%（结果保留到0.1%）
（3）A点处溶液中溶质的质量分数是多少？（列出必要的解题步骤，结果保留到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根据石灰石与盐酸反应后的废液中一定含有溶质氯化钙，加入碳酸钠开始没有沉淀生成，说明废液中含有多余的盐酸进行分析；
（2）根据碳酸钠溶液的质量和溶质质量分数计算碳酸钠的质量，然后计算钠元素的质量分数；
（3）根据A点处溶液中溶质氯化钠中的钠元素完全来自于碳酸钠中的钠元素，碳酸钠溶液的质量和溶质质量分数可以计算钠元素的质量，进一步可以计算氯化钠的质量，从而可以计算A点处溶液中溶质的质量分数．

解答 解：（1）石灰石与盐酸反应后的废液中一定含有溶质氯化钙，加入碳酸钠开始没有沉淀生成，说明废液中含有多余的盐酸，所以含有的溶质有CaCl₂，HCl；
（2）碳酸钠溶液中钠元素的质量分数为：$\frac{300g×10.6%×\frac{46}{106}}{300g}$=4.6%；
（3）设A点处溶液中溶质氯化钠的质量为y，
由Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl 可知，
Na₂CO₃～2NaCl，
 106          117
300g×10.6% y
$\frac{106}{300g×10.6%}$=$\frac{117}{y}$
y=35.1g
设生成沉淀的质量为x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
  106                   100
200g×10.6%          x
  $\frac{106}{200g×10.6%}$=$\frac{100}{x}$
    x=20g
设碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳的质量为z，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
 106                                     44
100g×10.6%                          z
$\frac{106}{100g×10.6%}$=$\frac{44}{z}$
z=4.4g
A点处溶液中溶质的质量分数为：$\frac{35.1g}{224.4g+300g-20g-4.4g}$×100%=7.0%．
答：A点处溶液中溶质的质量分数为6.1%．
故答案为：（1）CaCl₂，HCl；
（2）4.6%；
（3）7.0%．

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，同时考查了分析数据的能力，计算时要注意规范性和准确性．