Question

3．某碳酸钠固体中含有少量氯化钠．第一实验小组为探究该固体混合物中碳酸钠的质量分数，设计并完成以下实验：
（1）取质量为m克的三个烧杯，各盛放质量分数相同的盐酸溶液25克；
（2）向三个烧杯中分别放入质量不同的混合物样品；
（3）充分反应后再分别称量烧杯及剩余物的质量．
实验数据记录如下：

	实验I	实验Ⅱ	实验Ⅲ
稀盐酸和烧杯的质量/克	25+m	25+m	25+m
加入的固体混合物质量/克	3.2	6.6	7.6
反应后烧杯内物质和烧杯质量/克	27.1+m	29.4+m	30.4+m

根据表中数据计算：
（1）实验I中产生的气体质量是1.1克，与25克盐酸溶液充分反应的固体混合物的质量是6.4克；
（2）该固体混合物中碳酸钠的质量分数是多少？
（3）实验后，该小组同学组织讨论，进行评估反思，又提出一些新的测定混合物质量分数的方法．请你也开动脑筋，提出一个可行的方法．

Answer 1

分析 比较实验Ⅱ和实验Ⅲ可以知道加入固体样品实验Ⅲ比实验Ⅱ多1g，而剩余的固体的质量也是1g，所以可以判断实验Ⅱ中的盐酸完全反应，比较实验I和实验Ⅱ可以知道：实验Ⅱ加入的固体比实验1中多加了3.4g固体样品，而反应后溶液只增加了2.3g，说明实验I中的3.2g样品中的碳酸钠全部发生了反应，所以综合以上的分析可以得出实验I中的固体样品完全反应，可以据此结合化学方程式来进行求解．

解答 解：（1）根据质量守恒定律，实验I中产生的气体质量是（25+m）g+3.2g-（27.1+m）g=1.1g，由题意可知，每消耗3.2g样品中的碳酸钠全部发生了反应，生成气体1.1g，实验Ⅱ、Ⅲ中产生的气体质量是2.2g，所以消耗固体混合物的质量是6.4g；
（2）由表中数据可知实验I中混合物中的Na₂CO₃全部反应
设3.2 g混合物中含有Na₂CO₃的质量为x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106                44
x                 1.1g
$\frac{106}{x}$=$\frac{44}{1.1g}$
x=2.65g
该固体混合物中碳酸钠的质量分数是$\frac{2.65g}{3.2g}$×100%=82.8%
（3）测定混合物质量分数，可以用一定量的酸滴入质量一定的混合物至气泡不产生，根据反应前后质量差计算混合物中碳酸钠的质量分数或将固体混合物溶于水中，加入另一种能与CO₃^2-生成沉淀的溶液，分离沉淀、称量．
故答案为：（1）1.1；  6.4；
（2）82.8%
（3）①用一定量的酸滴入质量一定的混合物至气泡不产生，根据反应前后质量差计算混合物中碳酸钠的质量分数
②将固体混合物溶于水中，加入另一种能与CO₃^2-生成沉淀的溶液，分离沉淀、称量．
（以上任一种方法或其他合理方法均得分）

点评 本题难度较大，主要考查了通过表格分析有价值的数据，然后根据化学方程式进行有关量的计算，培养学生的分析能力和解决问题的能力．