Question

4．已知 Na₂CO₃的水溶液呈碱性，在一烧杯中盛有20.4g Na₂CO₃和NaCl组成的固体混合物．向其中逐渐滴加溶质质分数为10%的稀盐酸．放出气体的总质量与所滴入稀盐酸的质量关系曲线如图所示，请根据题意回答问题：
（1）当滴加稀盐酸至图中B点时，烧杯中溶液的pH＜7（填＞、=、＜）．
（2）固体混合物中碳酸钠的质量分数？
（3）当滴加稀盐酸至图中A点时，烧杯中为不饱和溶液（常温），通过计算求出其中溶质的质量分数．（计算结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）由图示可知，当滴加稀盐酸至图中A点时，反应已完全，故滴加稀盐酸至图中B点时，盐酸有剩余．盐酸是酸，酸的ph值＜7；
（2）图中A点时溶液中碳酸钠全部反应，根据盐酸溶液的质量和化学方程式，可求得碳酸钠的质量；
（3）根据碳酸钠与盐酸反应的化学方程式和HCl的质量，列出比例式，就可计算出参加反应的碳酸钠的质量、反应生成的氯化钠的质量和生成的二氧化碳的质量．进而计算出溶质质量和溶液质量，然后根据溶质质量分数=$\frac{溶质质量}{溶液质量}$×100%计算即可．

解答 答：（1）由图示可知，当滴加稀盐酸至图中A点时，反应已完全，故滴加稀盐酸至图中B点时，盐酸有剩余．盐酸是酸，酸的ph值＜7；故答案为：＜；
（2）解：73g10%的稀盐酸中含HCl的质量是：73g×10%=7.3g，
设参加反应的碳酸钠的质量为x，反应生成的氯化钠的质量为y，生成的二氧化碳的质量为z．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106     73   117   44
x       7.3g   y    z
∴$\frac{73}{x}=\frac{73}{7.3g}=\frac{117}{y}=\frac{44}{z}$，
解之得：x=10.6g，y=11.7g，z=4.4g；
（3）烧杯里不饱和溶液中溶质的质量为：11.7g+（20.4g-10.6g）=21.5g，
烧杯里不饱和溶液的质量为：20.4g+73g-4.4g=89g，
烧杯里不饱和溶液中溶质的质量分数为：$\frac{21.5g}{89g}$×100%≈24.2%．
答：其中溶质的质量分数为24.2%．
故答案为：（1）＜；（2）10.6g；（3）24.2%．

点评 本题主要考查学生运用化学方程式和溶质质量分数公式进行计算的能力．考查学生运用所学化学知识综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．