题目内容

现将25.3g含有少量KNO₃杂质的Na₂CO₃粉末样品，置于锥形瓶中加适量水配制成溶液，向其中逐滴加入未知溶质质量分数的CaCl₂溶液直至过量，过程中锥形瓶里溶液的质量与溶液中NaCl质量分数间的关系如图所示．
试求：
（1）当CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液恰好完全反应时，所得溶液的总质量？
（2）Na₂CO₃粉末样品的纯度？
（3）滴加的CaCl₂溶液的溶质质量分数？
（结果除不尽保留一位小数）

解：（1）随氯化钙溶液的加入，溶液中氯化钠逐渐增加，至完全反应时氯化钠质量达最大值，因此曲线上氯化钠质量分数达最大值时所对应的溶液质量即CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液恰好完全反应时所得溶液的质量，由曲线查得，此时溶液质量为100g；
（2）设样品中碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106 117
x 100g×27.4%
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ x=24.8
Na₂CO₃粉末样品的纯度= $\text{[math]}$ ×100%=98.0%
（3）由曲线可得知，至恰好完全反应时溶液的质量增加了100g-60g=40g
设反应生成碳酸钙的质量为y，生成氯化钙的质量为z
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
111 100 117
z y 100g×27.4%
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
y=23.4g，z=26g
所加入氯化钙的质量=100g+23.4g-60g=63.4g
滴加的CaCl₂溶液的溶质质量分数= $\text{[math]}$ ×100%=41.0%
答：（1）当CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液恰好完全反应时，所得溶液的总质量为100g；
（2）Na₂CO₃粉末样品的纯度为98.0%；
（3）滴加的CaCl₂溶液的溶质质量分数为41.0%．
分析：（1）根据题意，利用锥形瓶里溶液的质量与溶液中NaCl质量分数间的关系图，可得知溶液中NaCl的质量分数达到最大值时，CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液恰好完全反应，利用曲线可查出所得溶液的总质量；
（2）由恰好完全反应时生成氯化钠的质量，根据碳酸钠与氯化钙反应的化学方程式，可计算粉末样品中所含碳酸钠的质量，由此求得Na₂CO₃粉末样品的纯度；
（3）根据反应的化学方程式，由生成氯化钠质量可计算所加氯化钙溶液中氯化钙的质量，然后利用质量守恒定律再计算出所加入氯化钙溶液质量，即可求得滴加的CaCl₂溶液的溶质质量分数．
点评：从曲线中查出滴加氯化钙溶液与反应后溶液的质量关系，体现出获得信息与处理信息的分析能力．