Question

14．我們知道，每次做完實驗后，剩余廢液不能直接傾倒入排污管，必須回收處理．某班同學實驗后收集到含有碳酸鈉和氫氧化鈉的混合廢液5.11Kg，一個興趣小組用廢棄的溶質質量分數為19.6%的硫酸來處理，并回收處理后的溶液．他們向廢液中加入稀硫酸時，所得溶液pH與加入的稀硫酸質量的關系曲線如圖所示．求：
（1）通過如圖可知，當反應進行至圖中B點時（填“A”、“B”或“C”），廢液恰好處理完（即碳酸鈉和氫氧化鈉混合廢液剛好完全轉化成硫酸鈉溶液）．
（2）當向混合液中加入稀硫酸至N點時，加入的稀硫酸質量為5Kg，此時溶液總質量為10Kg，求此時生成的二氧化碳的質量為0.11Kg
（3）求所得溶液中溶質的質量分數（寫出計算過程，溶于水的氣體忽略不計）

Answer 1

分析 （1）根據圖象分析在B時，溶液的PH等于7，溶液呈中性，廢液恰好處理完；
（2）根據質量守恒定律分析；
（3）根據碳酸鈉和氫氧化鈉與硫酸反應的方程式，找出硫酸與硫酸鈉的關系式，由硫酸的質量可求出硫酸鈉的質量，在根據溶液中溶質的質量分數計算．

解答 解：（1）由于生成的硫酸鈉溶液顯中性，由圖示可知，當反應進行至圖中B點時，pH=7，然后又下降，說明此時恰好將廢液處理完；
（2）生成的二氧化碳的質量為5.11kg+5kg-10kg=0.11kg；
（3）設生成的硫酸鈉的質量為x
由H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O、Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
得：H₂SO₄～Na₂SO₄
          98      142
5kg×19.6%     x
$\frac{98}{5kg×19.6%}=\frac{142}{x}$
解得：x=1.42kg
所得溶液中溶質的質量分數是：$\frac{1.42kg}{10kg}×100%$=14.2%．
答：（1）B；（2）0.11；（3）所得溶液中溶質的質量分數是14.2%．

點評 在解此類題時，首先分析反應應用的原理，然后結合圖象中的轉折點，以及方程式中的比例關系進行解答．