Question

8．运用侯氏制碱法制得的纯碱（Na₂CO₃）中常含含有少量氯化钠，某厂生产的纯碱包装袋上标有“Na₂CO₃含量≥96%”字样．为了判断该纯碱中Na₂CO₃含量是否达到要求，小明称取5.5克该纯碱样品投入烧杯中，加入100克足量的稀盐酸．测得反应时间（t）和产生气体的质量（m）的关系如图所示．

（1）该碱面样品被完全反应时，生成气体的质量为2.2克；
（2）碱面被反应掉一半时，所需的时间大约是30秒钟；
（3）假定杂质都是NaCl，通过计算回答“Na₂CO₃含量≥96%”是否真实可信．
（4）假定杂质都是NaCl，反应后剩余溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据题中信息可知，该碱面样品被完全反应时，生成气体的质量；
（2）根据题中信息可知，被反应掉一半时，所需的时间；
（3）由二氧化碳的质量根据碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式可以计算出样品中碳酸钠的质量，进而计算出样品中碳酸钠的质量分数．
（4）由二氧化碳的质量根据碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式可以计算出样品中氯化钠的质量，进而计算出反应后剩余溶液中溶质的质量分数．

解答 解：
（1）根据题中信息可知，该碱面样品被完全反应时，生成气体的质量为2.2g；
（2）根据题中信息可知，被反应掉一半时，所需的时间大约是30秒；
（3）设样品中 Na₂CO₃ 的质量为x，生成NaCl的质量为y．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑?
106                    117             44
x                        y              2.2g
则$\frac{106}{44}=\frac{x}{2.2g}$，解得x=5.3g．
样品中碳酸钠的质量分数$\frac{5.3g}{5.5g}$×100%≈96.4%＞96%，所以合格．
则$\frac{117}{44}=\frac{y}{2.2g}$，解得y=5.85g，
（4）故反应后剩余溶液中溶质的质量分数为$\frac{5.85g+（5.5g-5.3g）}{100g+5.5g-2.2g}$×100%=5.95%．
故答案为：
（1）2.2；（2）30；（3）是真实可信．（4）5.95%．

点评 本题主要考查有关含杂质物质的化学方程式计算和溶质质量分数的计算，难度较大．