Question

某校課外小組同學將含有泥沙和碳酸鈉雜質的食鹽樣品進行了如下實驗：向一只60g的燒杯中加入140g樣品，然后分5次加入鹽酸，每次加入鹽酸70g（不考慮水、氯化氫逸出），每次反應完全后，稱量燒杯和燒杯內物質的總質量．記錄實驗數據如下：

加入稀鹽酸次數	1	2	3	4	5
燒杯和燒杯內物質的總質量/g	267.8	335.6	403.4	471.2	541.2

第5次加酸后，燒杯底部剩余不溶固體1.8g．已知泥沙成分為SiO₂，它不溶于水，也不與鹽酸發生反應．
請回答下列問題：
（1）反應過程中產生二氧化碳的總質量為______．
（2）食鹽樣品中鈉元素與氯元素的質量比是多少？
（3）將實驗后的溶液全部轉化為氯化鈉溶液，還需要加入碳酸鈉粉末的質量是多少？

Answer 1

解：（1）根據表格中所給數據可知，當加鹽酸到第五次之后，物質的質量不在發生變化，說明此時樣品全部反應，生成的二氧化碳質量為60g+140g+350g-541.2g=8.8 g
（2）設食鹽樣品中碳酸鈉的質量為x．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106 44
x 8.8 g
解得：x=21.2 g
食鹽樣品中Na元素的質量：Cl元素的質量比=[（140g-21.2 g-1.8 g ）×+21.2 g×]：（140g-21.2 g
-1.8 g）×=276：355（或55.2：71）
答：食鹽樣品中鈉元素與氯元素的質量比是276：355．
（3）解：設還需要碳酸鈉粉末的質量為y．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106 44
y 2.2 g

解得：y=5.3 g
答：還需要碳酸鈉粉末5.3 g．
故答案為：（1）8.8 g （2）276：355 （3）5.3 g
分析：（1）根據表格中所給數據可知，當加鹽酸到第五次之后，物質的質量不在發生變化，說明此時樣品全部反應，生成的二氧化碳質量也恒定不變．
（2）根據化學方程式，已知二氧化碳的質量可求出碳酸鈉的質量，從而求出氯化鈉的質量，樣品中鈉元素的質量為氯化鈉與碳酸鈉中鈉元素質量之和，氯元素質量為氯化鈉中氯元素質量；
（3）分析表中數據，每70g鹽酸與碳酸鈉反應產生2.2g二氧化碳，第五次加入鹽酸后鹽酸沒參加反應，因此剩余溶液中有70g稀鹽酸沒反應，根據二氧化碳的質量可求出所需碳酸鈉的質量．
點評：本題是一道化學方程式和圖表相結合在一起的計算題，難度較大，對學生的審題和理解能力較高．