Question

化学兴趣小组在化学实验室发现了一瓶已部分变质的氢氧化钠溶液，想测试它的变质情况．小组同学取10g该溶液放入烧杯中，然后将20g稀盐酸分4次加入同一个烧杯中充分反应，反应后称量质量．
实验过程的数据记录如表：

实验序号	1	2	3	4
稀盐酸的质量（g）	5	5	5	5
反应后烧杯内物质的质量	15	19.56	24.12	29.12

若第一次实验恰好完全反应，请回答下列问题：
（1）写出第四次实验后溶液中溶质的化学式

 

；
（2）写出第二次实验中反应的化学方程式

 

；
（3）根据已知条件，列出求解参加反应的碳酸钠质量（x）的比例式

 

；
（4）所用稀盐酸的溶质质量分数为

 

；
（5）该氢氧化钠溶液中变质的氢氧化钠与剩余氢氧化钠的质量比为

 

；
（6）第三次反应后的溶液中，再加入5.88g水，所得溶液中溶质的质量分数为

 

．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，第1次反应溶液质量不变，说明碳酸钠还未开始反应，第2次加入5g盐酸溶液质量减少了10g+5g+5g-19.56g=0.44g，说明碳酸钠开始反应，减少的质量就是生成二氧化碳的质量，同理计算可知第3次和4次减少的气体的质量相等，说明第3次时碳酸钠已反应完，第4次加入的盐酸未反应，据此分析解答；
（2）第1次反应溶液质量不变，说明碳酸钠还未开始反应，第2次加入5g盐酸溶液质量减少了10g+5g+5g-19.56g=0.44g，说明氢氧化钠已反应完，碳酸钠开始反应，据反应原理书写方程式；
（3）据碳酸钠反应生成二氧化碳的质量，根据化学方程式可以可以找出二氧化碳与碳酸钠之间的质量关系，进而列出碳酸钠和二氧化碳之间有关质量关系的比例式；
（4）由（1）分析可知2、3增加的气体的质量相等，说明碳酸钠消耗的盐酸的质量是10g，据碳酸钠生成的二氧化碳的质量计算消耗的盐酸溶质的质量，并进而计算盐酸溶质的质量分数；
（5）据盐酸的质量分数和氢氧化钠消耗的稀盐酸的质量可计算出未变质的氢氧化钠的质量，并可据（2）中碳酸钠的质量及氢氧化钠与二氧化碳反应方程式计算出变质的氢氧化钠的质量，进而计算出二者的质量比；
（6）据质量守恒定律可知：反应前后元素的质量不变，反应中的钠元素都转化到了氯化钠中，盐酸中氢元素都转化到了氯化钠中，可据氯元素守恒计算氯化钠的质量，进而计算反应后溶液中溶质的质量分数．

解答：解：（1）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，第1次反应溶液质量不变，说明碳酸钠还未开始反应，第2次加入5g盐酸溶液质量减少了10g+5g+5g-19.56g=0.44g，说明碳酸钠开始反应，减少的质量就是生成二氧化碳的质量，同理计算可知第3次和4次减少的气体的质量相等，说明第3次时碳酸钠已反应完，第4次加入的盐酸未反应，因此溶液中的溶质是氯化钠和盐酸；
（2）第1次反应溶液质量不变，说明碳酸钠还未开始反应，第2次加入5g盐酸溶液质量减少了10g+5g+5g-19.56g=0.44g，说明氢氧化钠已反应完，碳酸钠开始反应，碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳．该反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）由（2）分析可知：碳酸钠反应生成二氧化碳的质量为10g+5g+5g+5g-24.12g=0.88g，消耗的稀盐酸的质量是10g
设溶液中碳酸钠的质量为x，10g稀盐酸中氯化氢的质量为y
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106    73             44
x      y             0.88g

106

44

=

x

0.88g

      x=2.12g
（4）

73

y

=

44

0.88g

      y=1.46g
则所用稀盐酸的溶质质量分数为

1.46g

10g

×100%=14.6%
（5）由（1）可知：未反应的氢氧化钠反应掉的稀盐酸的质量是5g，含有溶质的质量是5g×14.6%=0.73g
设氢氧化钠的质量是z
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40   36.5
z    0.73g

40

z

=

36.5

0.73g

 z=0.8g
氢氧化钠溶液变质是因为二氧化碳和氢氧化钠反应生成水和碳酸钠，
设变质的氢氧化钠的质量为a
2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
80          106
a           2.12g

80

a

=

106

2.12g

  
  a=1.6g
∴该氢氧化钠溶液中变质的氢氧化钠与剩余氢氧化钠的质量比为

1.6g

0.8g

=2：1；
（6）据质量守恒定律可知：反应前后元素的质量不变，反应中的钠元素都转化到了氯化钠中，盐酸中氢元素都转化到了氯化钠中，溶液中的氢氧化钠、碳酸钠共消耗的稀盐酸的质量是15g，含溶质的质量是15g×14.6%=2.19g，设反应后溶液中氯化钠的质量是b，由以上方程式可知：
HCl～NaCl
36.5  58.5
2.19g  b

36.5

58.5

=

2.19g

b

    b=3.51g
则第三次反应后的溶液中，再加入5.88g水，所得溶液中溶质的质量分数为

3.51g

24.12g+5.88g

×100%=11.7%
故答案为：（1）HCl和NaCl；
（2）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）

106

44

=

x

0.88g

；
（4）14.6%；
（5）2：1；
（6）11.7%．

点评：本题考查知识非常综合，明确物质之间的反应并能进行正确的数据分析才能解答，很好的考查了学生分析、解决问题的能力．