Question

5．為了測定某碳酸鈉樣品中雜質氯化鈉的質量分數，李明同學進行了三次實驗，反應的化學方程方程式為：Na₂CO₃+CaCl₂=═CaCO₃↓+2NaCl．實驗數據如表：

編  號	第1次	第2次	第3次
所取固體樣品的質量/g	7	5	5
加入氯化鈣溶液的質量/g	50	50	75
反應后生成沉淀的質量/g	4	4	4

完成下列計算：
（1）碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質量是多少？
（2）加入氯化鈣溶液的溶質質量分數是多少？
（3）碳酸鈉樣品中雜質氯化鈉的質量分數是多少？

Answer 1

分析 （1）第一次和第二次所取的固體質量不等，但是所取氯化鈣溶液的質量相等，但是生成的沉淀的質量相等，所以可以判斷第一次所取固體有剩余，即5g固樣品反應后能生成沉淀的質量為4g，第2次和第3次所取的固體樣品相等，但是所取的氯化鈣溶液的質量不等，但是生成的沉淀的質量相等，所以可以判斷第3次所取的氯化鈣溶液有剩余，即說明50g氯化鈣溶液反應后只能得到4g沉淀，綜上分析可以知道第二次是所給的物質恰好完全反應，所以可以根據第2次反應的數據進行解答；根據生成沉淀的質量可以計算出碳酸鈉的質量；
（2）根據生成沉淀的質量可以計算出氯化鈣的質量，進而計算出氯化鈣溶液的質量分數；
（3）根據（1）中所求碳酸鈉的質量可以計算出雜質中氯化鈉的質量，可以據此解答該題．

解答 解：（1）由題意分析李明的實驗數據可知，第一次和第二次所取的固體質量不等，但是所取氯化鈣溶液的質量相等，但是生成的沉淀的質量相等，所以可以判斷第一次所取固體有剩余，即5g固樣品反應后能生成沉淀的質量為4g，第2次和第3次所取的固體樣品相等，但是所取的氯化鈣溶液的質量不等，但是生成的沉淀的質量相等，所以可以判斷第3次所取的氯化鈣溶液有剩余，即說明50g氯化鈣溶液反應后只能得到4g沉淀，綜上分析可以知道第二次是所給的物質恰好完全反應． 
設碳酸鈉的質量為x，參加反應的氯化鈣質量為y
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106    111    100
x      y       4g
$\frac{106}{x}=\frac{111}{y}=\frac{100}{4g}$
解得：x=4.24g，y=4.44 g 
（2）加入的氯化鈣溶液的溶質質量分數為：$\frac{11.1g}{50g}×$100%=8.88%；
（3）碳酸鈉樣品中雜質氯化鈉的質量：5g-4.24g=0.76g；
碳酸鈉樣品中雜質氯化鈉的質量分數是$\frac{0.75g}{5g}$×100%=15.2%；
答案：
（1）5g碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質量是4.24g；
（2）加入氯化鈣溶液的溶質質量分數是8.88%；
（3）碳酸鈉樣品中雜質氯化鈉的質量分數是15.2%

點評 本題是借助于數學模型，利用圖表的方式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的識圖能力和數據分析能力．