Question

7．某班同学完成制取二氧化碳的实验后，对回收的盐酸和氯化钙混合溶液（不考虑其他杂质）进行了以下实验：取62.44g该混合溶液于烧杯中，向烧杯中滴入溶质质量分数
为13.8%K₂CO₃溶液．滴入K₂CO₃溶液质量与生成沉淀质量的关系如图所示．求；
（1）所取盐酸和氯化钙混合溶液中HCl的质量；
（2）求恰好完全反应时，烧杯内所得溶液的溶质质量分数．

Answer 1

分析 （1）由图示数据可知，与盐酸反应的碳酸钾溶液的质量为10g，根据盐酸与碳酸钾反应的化学方程式，列出比例式，就可计算出盐酸与碳酸钾反应生成KCl的质量和溶液中HCl的质量；
（2）根据碳酸钾会与盐酸反应生成二氧化碳气体，碳酸钾会与氯化钙生成碳酸钙沉淀，溶液质量等于加入的总质量减去生成的气体和沉淀的质量，溶质的质量分别为碳酸钾与盐酸反应生成的氯化钾的质量加上氯化钙与碳酸钾反应生成的氯化钾的质量，即可求出溶质的质量分数．

解答 解：（1）与盐酸反应的碳酸钾的质量为10g×13.8%=1.38g，
设盐酸与碳酸钾反应生成KCl的质量为y，溶液中HCl的质量为x，生成二氧化碳的质量为z
2HCl+K₂CO₃=2KCl+H₂O+CO₂↑
   73    138       149            44
    x    1.38g      y              z
∴$\frac{73}{x}=\frac{138}{1.38g}=\frac{149}{y}=\frac{44}{z}$
解之得：x=0.73g，y=1.49g，z=0.44g；
（2）设溶液中CaCl₂的质量为w，生成KCl的质量为n，
CaCl₂+K₂CO₃=2KCl+CaCO₃↓
111                 149      100
w                      n        2g
∴$\frac{111}{w}=\frac{149}{n}=\frac{100}{2g}$
解之得：w=2.22g，n=2.98g；
反应后烧杯中的物质包括两个反应中生成的氯化钾，其质量为：1.49g+2.98g=4.47g，恰好完全反应时滴入的碳酸钾的质量为30g，故反应后溶液的质量
为：30g+40g-2g-0.44g=67.56g，则恰好完全反应后，溶液中溶质的质量分数为：$\frac{4.47g}{67.55g}$×100%=6.61%．
答：（1）所取盐酸和氯化钙混合溶液中HCl的质量0.73g；
（2）恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数为6.61%．

点评 本题主要考查学生运用化学方程式综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．