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12.晓铭在实验室中发现了一瓶碳酸钠和氯化钠的混合液.他想测定该混合液中碳酸钠和氯化钠的质量分数,并为此设计了如下实验:取该混合液50g,向其中逐滴加入稀盐酸.当加入的稀盐酸的质量为20g、40g、60g 时,生成气体的质量如下表所示.(气体的溶解度忽略不计)求:
加入的稀盐酸(g)204060
生成气体的质量(g)2.24.44.4
(1)当混合液中的碳酸钠完全反应时,生成气体的质量为4.4g.
(2)该混合液中碳酸钠的质量分数.

分析 加入盐酸到40g时生成的二氧化碳是4.4g,加入60g稀盐酸时二氧化碳还是4.4g,说明只生成二氧化碳4.4g,所以根据二氧化碳的质量和对应的化学方程式求算碳酸钠的质量,进而求算其质量分数.

解答 解:由于加入40g和60g稀盐酸得到的二氧化碳都是4.4g,所以只生成4.4g二氧化碳.
设参加反应的碳酸钠的质量为x,
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2
106                                        44
x                                             4.4g
$\frac{106}{44}$=$\frac{x}{4.4g}$
x=10.6g
该混合液中碳酸钠的质量分数为$\frac{10.6g}{50g}$×100%=21.2%
答:(1)当混合液中的碳酸钠完全反应时,生成气体的质量为4.4g.
(2)该混合液中碳酸钠的质量分数为21.2%.

点评 根据化学方程式计算时,第一要正确书写化学方程式,第二要使用正确的数据,第三计算过程要完整.

练习册系列答案
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2.某化学兴趣小组探究在实验室中由Cu为原料制取CuSO4溶液的实验方案,并进行评价分析、实验探究和方案改进.
【实验方案】
方案一:Cu$→_{△}^{O_{2}}$CuO$\stackrel{稀H_{2}SO_{4}}{→}$CuSO4
方案二:Cu$→_{H_{2}O_{2}}^{稀H_{2}SO_{4}}$CuSO4[Cu+H2O2+H2SO4(稀)═CuSO4+2H2O]
方案三:Cu$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CuSO4[Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O]
方案四:Cu$\stackrel{Fe_{2}(SO_{4})_{3}}{→}$CuSO4[Cu+Fe2(SO43═CuSO4+2FeSO4]
方案五:Cu$→_{稀HNO_{3}}^{稀H_{2}SO_{4}}$CuSO4[3Cu+3H2SO4(稀)+2HNO3(稀)═3CuSO4+2NO↑+4H2O]
【评价分析】
(1)方案二与方案一相比,优点是实验的操作步骤不需要走分步进行和不需要加热.但工业上不采用方案二大量使用H2O2制硫酸铜的原因是成本高.
(2)方案三与方案一、二相比,缺点是生成相同质量硫酸铜时消耗硫酸多和反应会产生SO2.生产生活中大量的SO2排放到空气中容易形成酸雨.
【实验探究】
(3)老师设计了如下的实验方案四:

已知:①4FeSO4+O2+2H2SO4(稀)═2Fe2(SO43+2H2O
          ②溶液中pH=3.2时Fe(OH)3开始沉淀,实验流程中“滤渣”的化学式为Fe(OH)3,滤渣与稀H2SO4反应的化学方程式为2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO43+6H2O.
【方案改进】
(4)某同学针对方案五查阅资料:Cu与稀H2SO4和稀HNO3的混合酸反应时,生成的无色NO气体很容易在常温下与空气中的O2反应,生成红棕色,有刺激性气味的有毒气体NO2:NO2溶于H2O时生成HNO3和NO,工业上利用这一生产原理生产HNO3.NO2溶于H2O的化学反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,若采用方案五制取CuSO4溶液,根据上述查阅资料所获得的反应原理,改进的实验方案中可循环使用的物质是NO2(填化学式).

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