Question

5．沙东化工厂的废水中含有HCl和FeCl₃，再无其它杂质．小明同学采集了该废水样品80.7g．向其中滴加20%的NaOH溶液至沉淀完全时消耗该NaOH溶液80g，待溶液冷至常温，测得其Ph=7，将生成的沉淀滤除．经水洗、干燥后称重为10.7g．提示：3NaOH+FeCl₃═Fe（OH）₃↓+3NaCl
（1）上述废水样品反应后所得的溶液中，溶质是（写化学式）NaCl；
（2）已知上述反应后的溶液在常温下为不饱和溶液，请计算其中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 （1）废水中的盐酸和FeCl₃两种物质都可与加入的氢氧化钠溶液发生反应，盐酸先与氢氧化钠发生中和反应，生成氯化钠和水，而只有FeCl₃与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，同时生成氯化钠；
（2）因此恰好完全反应时所得溶液为氯化钠溶液，其中溶质氯化钠质量为两个反应生成氯化钠的质量和，利用质量守恒计算出所得溶液的质量，最后使用溶液中溶质质量分数公式，计算废水样品完全反应后的溶液里溶质的质量分数．

解答 解：
（1）废水中的盐酸和FeCl₃两种物质都可与加入的氢氧化钠溶液发生反应，氢氧化钠先与盐酸发生中和反应生成氯化钠和水，后与氢氧化铁反应，而只有FeCl₃与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，同时生成氯化钠；溶质是氯化钠；
（2）设生成10.7g氢氧化铁沉淀时，消耗氢氧化钠溶液的质量为x，生成氯化钠的质量为y
FeCl₃+3NaOH═3NaCl+Fe（OH）₃↓
       120    175.5    107
     x×20%    y       10.7g
$\frac{120}{x×20%}$=$\frac{175.5}{y}$=$\frac{107}{10.7g}$
x=60g      y=17.55g
则与盐酸反应的氢氧化钠溶液的质量=80g-60g=20g，设生成氯化钠的质量为z
HCl+NaOH═NaCl+H₂O
     40   58.5
20g×20%   z
$\frac{40}{20g×20%}$=$\frac{58.5}{z}$
 z=5.85g
废水样品完全反应后的溶液里溶质的质量分数=$\frac{17.55g+5.85g}{80.7g+80g-10.7g}$×100%=15.6%
答案：
（1）NaCl；
（2）其中溶质的质量分数15.6%．

点评 根据质量守恒定律，废水样品完全反应后的溶液里溶质的质量=所取废水的质量+所加入氢氧化钠溶液的质量-生成沉淀的质量．