Question

向盛有12g混有少量氯化钠的碳酸钠（Na₂CO₃）固体混合物的烧杯中加入过量稀盐酸，直至碳酸钠完全反应．反应过程用精密仪器测得烧杯和药品的质量与反应时间的数据记录如下，请根据要求回答：

反应时间	t0	t1	t2	t3	t4	t5
烧杯和药品质量/g	210.0	206.7	205.9	205.6	205.6	205.6

（1）完全反应后，生成二氧化碳的质量是

 

g．
（2）取出t₁时所得烧杯中混合物将其水分进行蒸发，则所得的晶体中的成分是什么？该晶体中所含的氯化钠的质量分数又为多少？（精确到0.1%）．

Answer 1

分析：混有少量氯化钠的碳酸钠（Na₂CO₃）固体中的碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水、同时放出气体二氧化碳，因此随反应时间的增加剩余物质的质量逐渐减小，到恰好完全反应，剩余物质质量不再变化；
利用质量守恒定律，计算出反应放出二氧化碳的质量；再根据反应的化学方程式，由二氧化碳的质量计算参加反应碳酸钠的质量，即可解决问题．

解答：解：（1）完全反应后，生成二氧化碳的质量=210.0g-205.6g=4.4g；
故答案为：4.4；
（2）t₁时碳酸钠没有完全反应，还有剩余，所以所得的晶体中的成分是氯化钠、碳酸钠．
设混合物中Na₂CO₃的质量为x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                    4.4g

106

x

=

44

4.4g

x=10.6g
在t₁时生成二氧化碳的质量为210.0g-206.7g=3.3g；
此时参见反应的碳酸钠的质量为y，生成氯化钠的质量为z
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106          117       44
y              z      3.3g

106

y

=

44

3.3g

y=7.95g

117

z

=

44

3.3g

z=8.775g
剩余碳酸钠的质量为10.6g-7.95g=2.65g
所有氯化钠质量12.0g-10.6g+8.775g=10.175g
该晶体中所含的氯化钠的质量分数=

10.175g

10.175g+2.65g

×100%=79.3%
答：所得的晶体中的成分是氯化钠、碳酸钠；该晶体中所含的氯化钠的质量分数为79.3%．

点评：由于反应放出气体而使反应前后质量出现变化，可先使用质量守恒定律根据反应前后质量差计算出反应放出气体的质量，然后再利用气体的质量根据化学方程式计算出其它相关物质的质量．