Question

12．小雪想要探知一包含有杂质（杂质不参与化学反应）的碳酸钠白色粉末的成分，其实验操作步骤如下：先取该样品10g加入到小烧杯中，再加入112g的水确保完全溶解；然后加入溶质质量分数为10%的稀硫酸49g至反应刚好没有气泡产生，此时烧杯中得到只含有一种溶质的溶液．
计算：（1）白色粉末中碳酸钠的纯度；
（2）反应后所得到溶液的质量；
（3）所得的溶液中溶质的质量；
（4）若要配制10%的稀硫酸49g，需要溶质质量分数为98%、密度是1.84g•mL^-1的浓硫酸多少毫升？还要加入多少克水？

Answer 1

分析 碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，根据提供的数据可以进行相关方面的计算；
溶液稀释前后，溶质质量不变．

解答 解：设10g样品中碳酸钠质量为x，反应生成硫酸钠质量为y，生成二氧化碳质量为z，
质量分数为10%的稀硫酸49g中含有硫酸质量为：49g×10%=4.9g，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
 106    98     142      44
  x    4.9g     y       z
$\frac{106}{x}$=$\frac{98}{4.9g}$=$\frac{142}{y}$=$\frac{44}{z}$，
x=5.3g，y=7.1g，z=2.2g，
（1）白色粉末中碳酸钠的纯度为：$\frac{5.3g}{10g}$×100%=53%，
答：白色粉末中碳酸钠的纯度为53%．
（2）反应后所得到溶液的质量为：10g+112g+49g-2.2g=168.8g，
答：反应后所得到溶液的质量为168.8g．
（3）此时烧杯中得到只含有一种溶质的溶液，说明碳酸钠中的杂质是硫酸钠，所得的溶液中溶质的质量为：7.1g+10g-5.3g=11.8g，
答：所得的溶液中溶质的质量为11.8g．
（4）设需要浓硫酸的体积为v，根据稀释前后溶质质量不变有：49g×10%=1.84g•mL^-1×v×98%，
v=2.7mL，
需要加入水的质量为：49g-1.84g•mL^-1×2.7mL=44g，
答：需要溶质质量分数为98%、密度是1.84g•mL^-1的浓硫酸2.7mL，还要加入44g水．

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．