Question

3．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40g该溶液于烧杯中，滴入40g溶质质量分数为13.8%的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40g溶液中HCl和CaCl₂的质量．
（2）恰好反应后，溶液中的溶质质量分数是多少？．

Answer 1

分析 （1）根据盐酸和氯化钙与碳酸钾反应的化学方程式就可计算出溶液中HCl和CaCl₂的质量；
（2）当加入K₂CO₃的质量为30g时，恰好反应，所得溶液中溶质为氯化钾，根据氯化钙与碳酸钾反应的化学方程式和生成沉淀的质量，列出比例式，就可计算出生成KCl的质量，然后作出解答即可；

解答 解：（1）从图象中的数据可以看出，10g之前没有出现沉淀，所以和盐酸反应的碳酸钾溶液是10g，从加入10g碳酸钾溶液开始出现沉淀，到30g后沉淀不变，说明和氯化钙反应的碳酸钾溶液是20g，生成沉淀是2g，
10g碳酸钾溶液中含有碳酸钾的质量为10g×13.8%=1.38g
设和碳酸钾反应的盐酸是X，生成氯化钾为y，生成二氧化碳的质量为z
K₂CO₃+2HCl═2KCl+H₂O+CO₂↑
138        73       149             44
1.38g      x          y                z
$\frac{138}{1.38g}=\frac{73}{x}=\frac{149}{y}=\frac{44}{z}$
解得：x=0.73g，y=1.49g，z=0.44g
与氯化钙反应的碳酸钾的质量为：20g×13.8%=2.76g
设和碳酸钾反应的氯化钙为a，生成氯化钾为b，生成的碳酸钙质量为c
K₂CO₃+CaCl₂═2KCl+CaCO₃↓
138        111      149    100 
2.76g        a         b       c
$\frac{138}{2.76g}=\frac{111}{a}=\frac{149}{b}=\frac{100}{c}$
解得：a=2.22g；b=2.98g；c=2g
（2）当加入K₂CO₃的质量为30g时，恰好反应，所得溶液中溶质的质量分数为：$\frac{1.49g+2.98g}{30g+40g-2g-0.44g}$×100%=6.6%
答：（1）所取40g 溶液中HCl的质量为0.73g；CaCl₂的质量为2.22g．
（2）所得溶液中溶质的质量分数为6.6%．

点评 在解此类题时，首先根据图象分析反应的原理，然后再根据题中的条件利用方程式进行求解．最后的固体求酸注意要包含碳酸钙，因为题干要求的是烧杯内的物质．