Question

11．实验室制取CO₂后的废液（有HCl和CaCl₂残留）200克，向废液中逐步加入（NH₄）₂CO₃固体．充分反应后，得到溶液增加质量和加入药品质量的粗略关系如图所示．其中A点为溶液增加质量最多的时候，C点为溶液质量减少最多的时候．
请回答以下问题：
（1）【图象分析】
①AC段发生的反应方程式：CaCl₂+（NH₄）₂CO₃=CaCO₃↓+2NH₄Cl；
②若加入的（NH₄）₂CO₃固体中含有不参加反应且不溶于水的杂质，则A点在关系图中将怎么移动？A
A．水平右移　　　　　　　　B．右上方移动
C．向上移动　　　　　　 　D．水平左移
（2）【图象计算】
①计算原先废液轴残留的HCl的质量分数（写出计算过程）．
②D点的横坐标为40.88．

Answer 1

分析 （1）①根据AC段的溶液中溶质质量逐渐减小，所以是氯化钙和碳酸铵反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵进行分析；
②根据向废液中逐步加入（NH₄）₂CO₃固体，碳酸铵固体会先于盐酸反应，若加入的（NH₄）₂CO₃固体中含有不参加反应且不溶于水的杂质，需要加入碳酸铵的质量质量比原来碳酸铵的质量更多时，才能出现预期的现象，所以A点在关系图中水平右移进行分析；
（2）根据向废液中逐步加入（NH₄）₂CO₃固体，碳酸铵固体会先于盐酸反应，然后再与氯化钙反应，结合图象中的数据进行分析．

解答 解：（1）①AC段的溶液中溶质质量逐渐减小，所以是氯化钙和碳酸铵反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵，化学方程式为：CaCl₂+（NH₄）₂CO₃=CaCO₃↓+2NH₄Cl；
②向废液中逐步加入（NH₄）₂CO₃固体，碳酸铵固体会先于盐酸反应，若加入的（NH₄）₂CO₃固体中含有不参加反应且不溶于水的杂质，需要加入碳酸铵的质量质量比原来碳酸铵的质量更多时，才能出现预期的现象，所以A点在关系图中水平右移，故选：A；
（2）①设残液中有HCl质量为x
（NH₄）₂CO₃+2HCl=2NH₄Cl+2H₂O+CO₂↑  溶液质量增大
   96       73              44       52
             x                      1.04g
       $\frac{73}{x}$=$\frac{52}{1.04g}$
        x=1.46g
所以原先废液轴残留的HCl的质量分数为：$\frac{1.46g}{200g}$×100%=0.73%；
②设与盐酸反应的碳酸铵固体质量为y，与氯化钙反应的碳酸铵固体质量为z
（NH₄）₂CO₃+2HCl=2NH₄Cl+2H₂O+CO₂↑  溶液质量增大
   96                       44       52
   y                                1.04g
   $\frac{96}{y}$=$\frac{52}{1.04g}$
   x=1.92g
（NH₄）₂CO₃+CaCl₂=2NH₄Cl+CaCO₃↓，溶液质量减少
 96                     100              4
  z                                 1.04g+0.56g
 $\frac{96}{z}$=$\frac{4}{1.6g}$
x=38.4g
所以到D点时为止，加入的（NH₄）₂CO₃固体的总质量38.4g+1.92g+0.56g=40.88g．
故答案为：（1）①CaCl₂+（NH₄）₂CO₃=CaCO₃↓+2NH₄Cl；
②A；
（2）①原先废液轴残留的HCl的质量分数为0.73%；
②到D点时为止，加入的（NH₄）₂CO₃固体的总质量为40.88g．

点评 本题难度不大，掌握利用化学方程式与溶质质量分数的综合计算即可正确解答本题，解题时要注意解题的规范性．