Question

13．同学们做甲、乙两个中和反应实验的探究，如图所示：

（1）甲实验恰好中和，则该溶液中的溶质时CaCl₂（填化学式）
（2）取乙反应后的溶液60.0g，滴加质量分数26.5%的Na₂CO₃溶液，如图丙，溶液pH的变化如图丁，请计算该溶液中CaCl₂的溶质质量分数为多少？（写出计算过程，精确到0.1%）
（3）根据计算所得数据在图戊中画出产生沉淀的曲线
（4）乙组的中和反应试验设计存在的不足是无法验证是否恰好中和．

Answer 1

分析 （1）根据盐酸和氢氧化钙的反应进行分析；
（2）反应后的溶液是氯化钙溶液，和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀，根据化学反应方程式进行分析计算；
（3）根据计算数据绘制曲线图即可；
（4）乙组的中和反应试验中没有加酚酞试液，无法验证是否恰好中和．

解答 解：（1）盐酸和氢氧化钙的反应生成氯化钙和水，恰好中和后，溶液中的溶质只有氯化钙，化学式为：CaCl₂；
（2）由图可知，碳酸钠溶液的量到70g时，反应正好完成，氯化钙和碳酸钠的反应生成碳酸钙和水，
设参加反应的CaCl₂的质量为 x，
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl    
111     106
 x     40g×26.5%
$\frac{111}{x}$=$\frac{106}{40g×26.5%}$
x=11.1g
该CaCl₂溶液的溶质质量分数为：$\frac{11.1g}{60g}$×100%=18.5%；
（3）由图丁可知乙反应后的溶液pH＜7，说明溶液中仍有稀盐酸，直到滴加的Na₂CO₃溶液达到30.0g，稀盐酸被完全反应掉，Na₂CO₃溶液开始与CaCl₂溶液反应，当滴加Na₂CO₃溶液到70.0g时，CaCl₂溶液被完全反应掉．
设滴加质量分数26.5%的Na₂CO₃溶液70g时（此时与CaCl₂溶液反应的Na₂CO₃溶液质量为40g），生成沉淀的质量为y
    CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl    
          106     100    
      40g×26.5%   y
$\frac{106}{40g×26.5%}$=$\frac{100}{y}$
x=10.0g

（4）乙组的中和反应试验中没有加酚酞试液，无法验证是否恰好中和．
故答案为：（1）CaCl₂；
（2）18.5%；
（3）
（4）无法验证是否恰好中和．

点评 本题是一种综合性的题型，将溶液、化学反应和图象融合在一起，有一定的难度，要求比较高．通常学生在计算时常常会忽视了实际参加反应的是溶液中溶质的质量，而往往会把数据直接代入化学方程式进行计算．这就要求学生足够细心、会分析、且条理分明．