Question

19．在青海的茶卡盐湖，沿湖居民“夏天晒盐、冬天捞碱”，“盐”指的是食盐，“碱”指的是纯碱．以下是碳酸钠、氯化钠在不同温度下的溶解度

	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	80℃	100℃
S（Na2CO3）/g	7.0	12.2	21.8	39.7	48.8	47.3	46.4	45.1	44.7
S（NaCl）/g	35.7	35.8	36.0	36.3	36.6	37.0	37.3	38.4	39.8

（1）“冬天捞碱”的原理是温度低于40℃时，随着温度降低，碳酸钠的溶解度减小．
（2）盐湖中获取的纯碱（天然碱）中一般含有一定量的氯化钠，现有标注为“纯度80%”的天然碱，要提纯碳酸钠，操作步骤如下：
①在50g40℃的热水中加入一定质量的天然碱，配成40℃时碳酸钠的饱和溶液；（不考虑不同溶质之间的相互影响）
②降温至10℃，析出一定质量的碳酸钠晶体，过滤，用少量水洗涤晶体；
③将碳酸钠晶体烘干后，获得18.3g碳酸钠粉末．（不考虑洗涤过程中碳酸钠的损耗）
（3）某学习小组同学要测定天然碱中碳酸钠的质量分数是否与标注符合，进行如下实验：
①称取5g天然碱放入锥形瓶内，再向其中加入50g溶质质量分数为10%的稀盐酸，充分反应后，称得烧杯内物质总质量为53.5g，请根据实验计算出天然碱中碳酸钠的质量分数．（结果保留到0.1%）
计算过程：
②思考：实验结果小于标注的原因可能是有部分二氧化碳溶于水或没有逸出锥形瓶．
（4）上述实验中所需的50g溶质质量分数为10%的稀盐酸，需要用市售的37%的浓盐酸进行配制．请计算出配制时需要浓盐酸13.5g、水36.5g．（结果保留至0.1）

Answer 1

分析 （1）根据物质的溶解度变化情况可以判断相关方面的问题；
（2）根据物质的溶解度及其变化情况提供的数据可以进行相关方面的计算和判断；
（3）二氧化碳能够溶于水；
（4）溶液稀释前后，溶质质量不变．

解答 解：（1）“冬天捞碱”的原理是：温度低于40℃时，随着温度降低，碳酸钠的溶解度减小，因此冬季温度降低时会析出碳酸钠晶体．
故填：温度低于40℃时，随着温度降低，碳酸钠的溶解度减小．
（2）由物质的溶解度可知，40℃时碳酸钠溶解度是48.8g，50g水中溶解24.4g碳酸钠达到饱和状态，10℃时溶解度是12.2g，50g水中溶解6.1g碳酸钠达到饱和状态，降温至10℃时，析出碳酸钠晶体质量为：24.4g-6.1g=18.3g，
故填：18.3．
（3）①设碳酸钠质量为x，
反应生成二氧化碳质量为：5g+50g-53.5g=1.5g，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
106                                     44
x                                       1.5g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{1.5g}$，
x=3.6g，
天然碱中碳酸钠的质量分数为：$\frac{3.6g}{5g}$×100%=72.3%，
答：天然碱中碳酸钠的质量分数为72.3%．
②思考：实验结果小于标注的原因可能是有部分二氧化碳溶于水或没有逸出锥形瓶，导致计算的二氧化碳质量偏小，从而导致计算的碳酸钠质量分数偏小．
故填：有部分二氧化碳溶于水或没有逸出锥形瓶．
（4）设需要浓盐酸质量为y，
根据题意有：50g×10%=y×37%，
y=13.5g，
需要水的质量为：50g-13.5g=36.5g，
故填：13.5；36.5．

点评 差量法在计算中的应用很广泛，解答的关键是要分析出物质的质量差与要求的未知数之间的关系，再根据具体的数据求解．