Question

10．为了测定某碳酸钠样品中杂质氯化钠的质量分数，李明同学进行了三次实验，取不同质量的碳酸钠样品与不同质量的氯化钙溶液反应．实验数据如表：

编　号	第1次	第2次	第3次
所取固体样品的质量/g	7	5	5
加入氯化钙溶液的质量/g	50	50	75
反应后生成沉淀的质量/g	4	4	4

完成下列计算：
（1）碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数是多少？
（2）加入氯化钙溶液的溶质质量分数是多少？
（3）第2次实验中，完全反应后所得溶质的质量分数是多少？
（以上结果都精确到0.1%）

Answer 1

分析 （1）第一次和第二次所取的固体质量不等，但是所取氯化钙溶液的质量相等，但是生成的沉淀的质量相等，所以可以判断第一次所取固体有剩余，即5g固样品反应后能生成沉淀的质量为4g，第2次和第3次所取的固体样品相等，但是所取的氯化钙溶液的质量不等，但是生成的沉淀的质量相等，所以可以判断第3次所取的氯化钙溶液有剩余，即说明50g氯化钙溶液反应后只能得到4g沉淀，综上分析可以知道第二次是所给的物质恰好完全反应，所以可以根据第2次反应的数据进行解答；根据生成沉淀的质量可以计算出碳酸钠、氯化钙的质量；
（2）根据氯化钙的质量计算出氯化钙溶液的质量分数；
（3）根据化学方程式和题中的数据进行计算．

解答 解：（1）由题意分析李明的实验数据可知，第一次和第二次所取的固体质量不等，但是所取氯化钙溶液的质量相等，但是生成的沉淀的质量相等，所以可以判断第一次所取固体有剩余，即5g固样品反应后能生成沉淀的质量为4g，第2次和第3次所取的固体样品相等，但是所取的氯化钙溶液的质量不等，但是生成的沉淀的质量相等，所以可以判断第3次所取的氯化钙溶液有剩余，即说明50g氯化钙溶液反应后只能得到4g沉淀，综上分析可以知道第二次是所给的物质恰好完全反应． 
设碳酸钠的质量为x，参加反应的氯化钙质量为y，生成氯化钠的质量为z
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106    111    100     117
x      y       4g      z
$\frac{106}{x}$=$\frac{111}{y}$=$\frac{100}{4g}$=$\frac{117}{z}$
x=4.24g
y=4.44g 
z=4.68g
碳酸钠样品中杂质氯化钠的质量：5g-4.24g=0.76g；
碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数是：$\frac{4.24g}{5g}$×100%=84.8%；
（2）加入的氯化钙溶液的溶质质量分数为：$\frac{4.44g}{50g}$×100%=8.88%；
（3）完全反应后所得溶质的质量分数是：$\frac{0.76g+4.68g}{5g+50g-4g}$×100%=10.7%．
故答案为：（1）碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数是84.8%；
（2）加入的氯化钙溶液的溶质质量分数为8.88%；
（3）完全反应后所得溶质的质量分数是10.7%．

点评 本题是借助于数学模型，利用图表的方式来分析和解决化学计算中的有关问题，要求学生有较强的识图能力和数据分析能力．