Question

12．实验室中有一瓶含有少量氯化钠和不溶性杂质的硫酸钠样品．某化学兴趣小组对该样品成分进行定量测定，甲、乙、丙三位同学分别称取一定质量的样品放入烧杯中，溶入足量水后过滤得到滤液；再向滤液中加入一定质量的氯化钡溶液，充分反应后过滤，将沉淀洗涤、干燥并称量．相关实验数据记录如下：

称量项目	甲	乙	丙
所取样品的质量/g	15	15	20
加入氯化钡溶液的质量/g	150	100	100
反应后所得沉淀的质量/g	23.3	23.3	23.3

请回答下列问题：
（1）乙同学（选填“甲”“乙”或“丙”）所取用的样品与氯化钡溶液恰好完全反应．
（2）计算该样品中硫酸钠的质量分数．（写出计算步骤，计算结果保留到0.1%）
（3）若欲计算出样品与氯化钡溶液恰好完全反应时所得溶液的溶质质量分数，上述实验过程中还需要测定的数据是水的质量、不溶性杂质的质量．

Answer 1

分析 （1）根据甲、乙比较，100g氯化钡完全反应，乙、丙比较，15g样品完全反应进行分析；
（2）根据氯化钡和硫酸钠反应会生成硫酸钡沉淀和氯化钠，然后结合题中的数据进行分析；
（3）根据计算质量分数需要知道溶液质量和溶质质量进行分析．

解答 解：（1）甲、乙比较，100g氯化钡完全反应，乙、丙比较，15g样品完全反应，所以乙同学所取用的样品与氯化钡溶液恰好完全反应；
（2）设参加反应的硫酸钠为x，
Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl
 142         233
  x          23.3g
   $\frac{142}{x}$=$\frac{233}{23.3g}$
    x=14.2g
所以样品中硫酸钠的质量分数为：$\frac{14.2g}{15g}$×100%=94.7%；
（3）计算质量分数需要知道溶液质量和溶质质量，溶质质量通过化学方程式可以求出生成的氯化钠和硫酸钠．由于知道样品的质量，但是不知道不可溶的杂质的质量，所以导致无法求样品中的氯化钠，所以需要知不道不溶性杂质的质量；溶液质量需要应用质量守恒定律，反应物的质量减去沉淀的质量即可，但是反应物不知道水的质量，所以还需要测定的数据是水的质量．所以需要的数据是水的质量和不溶性物质的质量（原样品中）
故答案为：（1）乙；（2）94.7%；（3）水的质量、不溶性杂质的质量．

点评 本题的难度不大，根据化学反应方程式的计算步骤和格式进行计算即可．