Question

11．石灰石是主要修路材料之一，某兴趣小组用修路材料石灰石（杂质不与酸反应，也不溶于水）和稀盐酸反应制取二氧化碳，该小组取石灰石20g，将一定质量的稀盐酸平均分5次加入其中，记录数据如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
剩余固体的质量/g	17.8	15.6	13.4	m	13.4

在准备将反应后的废液倒进废液缸时，发现实验桌上有一拼未知质量分数的Na₂CO₃溶液，他们决定利用该废液，测定这瓶Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数．他们将废液过滤，取部分溶液的质量与生产沉淀质量的关系如图所示．请计算：
（1）表中m=13.4；
（2）当20g石灰石完全反应时生成CO₂的质量；
（3）Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数和a点时溶液中溶质的质量．

Answer 1

分析 首先分析碳酸钙和盐酸反应对应的数据可知，到剩余13.4g时质量不再改变，所以可以确定m的数值，也就可以确定碳酸钙的质量，进而根据碳酸钙的质量求算生成的二氧化碳的质量．最后一问的计算先根据生成的碳酸钙的质量求算对应的20g碳酸钠溶液中碳酸钠的质量，进而求算出对应的质量分数．最后根据钠元素守恒求算a点时生成的氯化钠的质量．

解答 解：
根据图可以看出当固体剩余13.4g时质量不再改变，所以中间的m的数值是13.4．也就知道碳酸钙的质量为20g-13.4g=6.6g
设6.6g碳酸钙反应生成的二氧化碳的质量为x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                                  44
6.6g                                  x
$\frac{100}{44}$=$\frac{6.6g}{x}$
x=2.904g
根据图可以知道对应碳酸钙生成的碳酸钠溶液的质量为25g-5g=20g
设所用碳酸钠溶液中溶质的质量分数y
CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
           106          100
           20gy         5g
$\frac{106}{100}$=$\frac{20gy}{5g}$
y=26.5%
由于生成的氯化钠既有碳酸钠和盐酸反应得到的也有碳酸钠和氯化钙反应的，但是都是来自碳酸钠中的钠元素，所以可以根据钠元素守恒计算．
设a点对应的氯化钠的质量为z
Na₂CO₃∽∽∽∽2NaCl
106                  117
25g×26.5%        z
$\frac{106}{117}$=$\frac{25g×26.5%}{z}$
z≈7.3g
答：（1）表中m=13.4；
（2）当20g石灰石完全反应时生成CO₂的质量为2.904g；
（3）Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数为26.5%和a点时溶液中溶质的质量7.3g

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．