Question

为测定某纯碱（Na₂CO₃）样品中（含有少量的氯化钠杂质）碳酸钠的质量分数，现称取6g试样放在烧杯中并滴入稀盐酸，当稀盐酸滴加至36.5g时，烧杯内溶液的总质量为40.3g（产生的气体全部逸出）．产生气体的质量与滴入稀盐酸的质量关系如图所示．
试计算：
（1）试样中碳酸钠的质量；
（2）B点时，烧杯内溶液中溶质的质量分数（结果精确到0.1%）．

Answer 1

分析：（1）据图可知到A点时盐酸和碳酸钠恰好完全反应，生成气体的质量正好是烧杯中的物质前后减少的质量，然后利用碳酸钠与盐酸反应的化学方程式，根据二氧化碳的质量求出碳酸钠的质量；
（2）到B点时，碳酸钠已反应完，还有剩余的盐酸，因而此时溶液中的溶质除了反应生成的溶质外还有剩余的盐酸中的溶质，可以据此结合化学方程式完成解答．

解答：解：（1）根据质量守恒定律可以知道A点产生二氧化碳的质量为：6g+36.5g-40.3g=2.2g
设6g试样中Na₂CO₃质量为x，36.5g稀盐酸中含溶质的质量为y，到A点生成氯化钠的质量为z
   Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
   106    73    117      44
    x     y     z        2.2g
 

106

x

=

73

y

=

44

2.2g

=

117

z

解得：x=5.3g，y=3.65g，z=5.85g
（2）由于在A点时碳酸钠就已反应完全，所以在A-B段加入的稀盐酸没有反应，即加入的73g-36.5g=36.5g盐酸没有反应，即此时没有反应的氯化氢的质量为3.65g；而氯化钠的质量也没有增加，即为A点时氯化钠的质量，即氯化钠的质量为5.85g+6g-5.3g=6.75g，
所以此时氯化钠的质量分数为：

6.75g

73g+6g-2.2g

×100%=8.5%；
氯化氢的质量分数为：

3.65g

73g+6g-2.2g

×100%=4.8%
答：（1）试样中碳酸钠的质量为5.3g；
（2）B点时，烧杯内溶液中NaCl质量分数 8.5%，HCl质量分数为4.8%．

点评：本题主要考查化学方程式的书写、质量守恒定律和有关化学方程式的计算，只要看清反应前后烧杯中物质减轻是因为生成了气体二氧化碳即可顺利解答．