Question

10．在实验课上，同学们用锌和稀硫酸反应制取氢气，小明取反应后的溶液164.7g，滴入碳酸钠溶液，先后有气体和白色沉淀生成，加入碳酸钠溶液与生成沉淀或气体的质量关系如图．
（1）滴入碳酸钠溶液后，生成的气体是CO₂；
（2）碳酸钠溶液中碳酸钠的质量分数为10.6%；（计算结果精确到0.1%，下同）
（3）当加入150g碳酸钠溶液时，所得溶液中溶质的质量分数为多少？（（3）写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）根据碳酸钠分别与硫酸反应生成二氧化碳、与硫酸锌反应生成碳酸锌沉淀分析；
（2）分别利用氢气的质量和沉淀的质量根据化学方程式计算出参加反应的碳酸钠的质量，再求和，进而求质量分数；
（3）分别利用氢气的质量和沉淀的质量根据化学方程式计算出生成的硫酸钠的质量，再求质量分数．

解答 解：（1）发生的反应有：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+ZnSO₄=ZnCO₃↓+Na₂SO₄，则生成的气体是二氧化碳；故答案为：CO₂； 
设硫酸反应消耗碳酸钠的质量为x，生成硫酸钠的质量为y；硫酸锌反应消耗碳酸钠的质量为m，生成硫酸钠的质量为n．
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106          142       44
x             y        2.2g
则$\frac{106}{x}=\frac{142}{y}=\frac{44}{2.2g}$，解得x=5.3g，y=7.1g．
Na₂CO₃+ZnSO₄=ZnCO₃↓+Na₂SO₄
106          125     142
m           12.5g     n
则$\frac{106}{m}=\frac{125}{12.5g}=\frac{142}{n}$，解得m=10.6g，n=14.2g．
（2）碳酸钠溶液中碳酸钠的质量分数为：$\frac{5.3g}{50g}×100%$=10.6%
答：碳酸钠溶液中碳酸钠的质量分数为10.6%；
（3）反应后溶液的质量：164.7g+150g-2.2g-12.5g=300g，硫酸钠的质量分数：$\frac{7.1g+14.2g}{300g}$×100%=7.1%
答：所得溶液中硫酸钠的质量分数为7.1%．

点评 本题主要考查含杂质物质的化学方程式计算和溶质质量分数的计算，增加了学生分析问题的思维跨度，考查了学生整合知识的能力，要明确该题中发生反应的过程，理清思路是解决该题的关键，有一定难度．