Question

【题目】某化学兴趣小组的同学对石灰石与稀盐酸反应后的废液成分进行研究。取废液100g，逐滴滴加10.6%的碳酸钠溶液。用pH传感器测得废液的pH随所加入碳酸钠溶液的质量的变化曲线如图所示。回答下列问题：

（1）废液中含有的溶质有___________（填化学式）。

（2）CD段溶液pH>7的原因是__________；计算废液中氯化钙的质量分数_______。（写出计算过程）。

（3）计算充分反应至C点时所得溶液的质量为______________。

Answer 1

【答案】CaCl2、HCl 溶液中含有碳酸钠且碳酸钠溶液显碱性 1.11%（详见解析) 128.12g

【解析】

根据PH变化可分析反应后溶液的溶质还有过量的盐酸和盐酸先与碳酸钠反应，后与氯化钙反应。

（1）石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，因此溶液中的溶质含有氯化钙，从图中分析，溶液呈酸性，因此溶液中还有剩余的盐酸，因此废液中含有的溶质为氯化钙和氯化氢，化学式为：CaCl2、HCl。

（2）A~B段表示碳酸钠与稀盐酸反应，pH由小变大，B~C段表示碳酸钠与氯化钙反应，pH不变，C~D表示碳酸钠过量，碳酸钠溶液显碱性，因此pH增加；由图分析与氯化钙反应消耗10g碳酸钠溶液，因此CaCl2反应的碳酸钠的质量为10g×10.6%=1.06g，由反应方程式可计算氯化钙的质量；

设100g废液中CaCl2的质量为x，

x=1.11g

废液中氯化钙的质量分数为

答：100g废液中氯化钙的质量分数为1.11%。

（3）充分反应至C点时所得溶液的质量为原来废液100g，加上A~C参加反应的碳酸钠30g，减去A~B反生成的气体和B~C段生成的沉淀；A~B段表示碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳；从图中分析消耗碳酸钠溶液的质量为20g，因此稀盐酸反应的碳酸钠的质量为20g×10.6%=2.18g；

设生成的二氧化碳质量为x，

x=0.88g

答：生成的二氧化碳质量为0.88g。

B~C段表示碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；由图分析与氯化钙反应消耗10g碳酸钠溶液，因此CaCl2反应的碳酸钠的质量为10g×10.6%=1.06g；

设生成碳酸钙的质量为y，

y=1.0g

答：生成的碳酸钙质量为1.0g。

因此充分反应至C点时所得溶液的质量为：100g+30g-0.88g-1.0g=128.12g。