Question

3．有同学在做完“二氧化碳的制取和性质”实验后，发现废液缸中盛有大量的盐酸与氯化钙的混合溶液（不考虑其它杂质）．为了对废液进行处理，小科同学做了如下实验：取废液缸上层清液20.0克于烧杯中，逐滴滴入溶质质量分数为5.3%的碳酸钠溶液至过量，滴入碳酸钠溶液质量与生成沉淀的质量的变化关系如图所示．求：
（1）当废液中盐酸完全反应时，生成的二氧化碳的质量．
（2）实验过程中实际参加反应的碳酸钠溶液的质量为多少？
（3）若实际滴加了42克碳酸钠溶液，所得溶液中氯化钠的质量分数为多大？（ 本小题计算结果精确到0.1%）

Answer 1

分析 （1）产生沉淀前消耗20.0g碳酸钠溶液，这是与废液中盐酸反应的碳酸钠溶液的质量，由于盐酸反应的碳酸钠溶液的质量和质量分数，根据二者反应的化学方程式可以计算出生成氯化钠和二氧化碳的质量．
（2）由沉淀质量碳酸钠溶液的质量分数，根据碳酸钠与氯化钙反应的化学方程式可以计算出与氯化钙反应的碳酸钠溶液的质量
和生成氯化钠的质量．两部分碳酸钠溶液合起来就是实际参加反应的碳酸钠溶液的质量．
（3）由两种反应生成的氯化钠的质量和除以所得溶液的质量就得到所得溶液中氯化钠的质量分数．

解答 解：（1）设与盐酸反应时，生成氯化钠的质量为x，生成二氧化碳的质量为y．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106                    117     44
20.0g×5.3%          x        y
$\frac{106}{20.0g×5.3%}=\frac{117}{x}=\frac{44}{y}$
x=1.17g，y=0.44g
（2）设与氯化钙反应时，需要碳酸钠溶液的质量为z，生成氯化钠的质量为w．
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106                    100        117
z•5.3%               1g          w
$\frac{106}{z•5.3%}=\frac{100}{1g}=\frac{117}{w}$
z=20.0g，w=1.17g
实际参加反应的碳酸钠溶液的质量为
20.0g+20.0g=40.0g
（3）所得溶液中氯化钠的质量分数为$\frac{1.17g+1.17g}{20.0g+40.0g-1g-0.44g}$×100%≈4.0%
故答案为：（1）0.44g；（2）40.0g；（3）4.0%．

点评 本题主要考查含杂质物质的化学方程式计算和溶质质量分数的计算，增加了学生分析问题的思维跨度，考查了学生整合知识的能力，难度较大．