Question

现有一种碱性调味液，是碳酸钠和氯化钠组成的溶液。为了测定碱性调味液中碳酸钠的质量分数，某同学进行了如下实验：取三份碱性调味液各100g，分别缓慢加入到20g、40g和60g某浓度的稀硫酸中，测得三组实验数据见下表（气体的溶解忽略不计）：

	第Ⅰ组	第Ⅱ组	第Ⅲ组
稀硫酸的质量／g	20	40	60
生成气体的质量／s	2.2	4.4	5.5

 
根据实验及有关数据进行计算：
（1）100g碱性调味液与稀硫酸完全反应生成气体的质量为         克。
（2）100g碱性调味液与该稀硫酸反应后溶液pH=7时，消耗稀硫酸的质量为     克。
（3）碱性调味液中碳酸钠的质量分数为多少?

Answer 1

（1）5.5g； （2）50g   
（3）碱性调味液中碳酸钠的质量分数为13.25%

（1）比较第Ⅰ组和第Ⅱ组的数据可以知道，每20g稀硫酸反应后生成气体的质量为2.2g，那么第组提供了60g稀硫酸，只产生了5.5g气体，说明此时碳酸钠已反应完全，即100g碱性调味液只能产生5.5g气体；
（2）反应后溶液pH=7时说明它们正好完全反应，根据（1）可以知道每20g稀硫酸反应后生成气体的质量为2.2g，故可以求算出消耗稀硫酸的质量．
（3）根据生成的气体的质量结合化学方程式可以求算出碳酸钠的质量，进而求算出碳酸钠的质量分数；
解：（1）比较第Ⅰ组和第Ⅱ组的数据可以知道，每20g稀硫酸反应后生成气体的质量为2.2g，那么第组提供了60g稀硫酸，只产生了5.5g气体，说明此时碳酸钠已反应完全，即100g碱性调味液只能产生5.5g气体；
（2）设反应后溶液pH=7时需要稀硫酸的质量为y
2.2g/ 20g ="5.5g/" y解得：y=50g   
（3）设碱性调味液中碳酸钠的质量为x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106                 44
x                   5.5g
106 x ="44" 5.5g
解得：x="13.25g"
碱性调味液中碳酸钠的质量分数为：13.25g 100g ×100%=13.25%