Question

3．工業上鍍銅車間的廢水中常含有氯化銅和鹽酸，為測定其中兩種成分的含量，實驗過程及處理數據如下（假設氯化銅溶液為中性）．

（1）上述反應中發生中和反應的化學方程式為2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O．
（2）第二次加入熟石灰時產生藍色沉淀質量（x）的比例式$\frac{74}{98}$=$\frac{14.8g}{x}$．
（3）在第一次加入熟石灰時溶液中的各溶質的變化情況是氯化銅質量不變，稀鹽酸質量減少至0，氯化鈣質量增加．
（4）該廢水中氯化銅的質量分數為27%．
（5）加入熟石灰14.8g充分反應后過濾．蒸發2.6g水后，所得溶液溶質質量分數為33.3%．

Answer 1

分析 由于氫氧化銅能夠和酸反應，所以當溶液為酸性環境時，不會先生成氫氧化銅，因此鹽酸與氯化銅的混合溶液加入氫氧化鈣時，氫氧化鈣先和鹽酸反應，等到酸性環境不在的情況，氫氧化鈣才和氯化銅反應．由于對應的和氯化銅反應的氫氧化鈣的質量已知，可以根據與氯化銅反應的氫氧化鈣的質量和對應的化學方程式求算氯化銅和生成的氫氧化銅的質量，進而求算其質量分數．最后的溶液中氯化鈣的質量可以根據鈣元素和氯元素守恒計算，這樣可以避免計算的繁雜．

解答 解：
中和反應是指酸和堿的反應，所以上述反應中發生中和反應只是鹽酸和氫氧化鈣的反應，是鹽酸和氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水，對應的化學方程式為 2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O．
由于氫氧化銅能夠和酸反應，所以當溶液為酸性環境時，不會先生成氫氧化銅，因此鹽酸與氯化銅的混合溶液加入氫氧化鈣時，氫氧化鈣先和鹽酸反應，等到酸性環境不在的情況，氫氧化鈣才和氯化銅反應．由于對應的和氯化銅反應的氫氧化鈣的質量已知，可以根據與氯化銅反應的氫氧化鈣的質量和對應的化學方程式求算氯化銅和生成的氫氧化銅的質量，進而求算其質量分數．
設氯化銅的質量為y，生成的氫氧化銅的質量為x．
由于和氯化銅反應的氫氧化鈣是14.8g，所以求算氯化銅和生成的氫氧化銅都要用14.8g求算
CuCl₂+Ca（OH）₂=Cu（OH）₂↓+CaCl₂
135        74              98
y           14.8g          x
第二次加入熟石灰時產生藍色沉淀質量（x）的比例式 $\frac{74}{98}$=$\frac{14.8g}{x}$．
x=19.6g
$\frac{135}{74}$=$\frac{y}{14.8g}$
y=27g
該廢水中氯化銅的質量分數是$\frac{27g}{100g}$×100%=27%．
由于氫氧化銅能夠和酸反應，所以當溶液為酸性環境時，不會先生成氫氧化銅，因此鹽酸與氯化銅的混合溶液加入氫氧化鈣時，氫氧化鈣先和鹽酸反應，等到酸性環境不在的情況，氫氧化鈣才和氯化銅反應．所以在第一次加入熟石灰時，此時氫氧化鈣只是和鹽酸能反應生成氯化鈣，所以溶液中氯化銅的質量不變，而鹽酸由于被反應，所以質量逐漸減少至0，同時生成的氯化鈣質量慢慢增加．
當加入熟石灰14.8g充分反應后過濾．蒸發2.6g水后，由于工消耗氫氧化鈣7.4g+14.8g共22.2g，根據質量守恒可知氫氧化鈣中的鈣元素全部轉化為氯化鈣中的鈣元素．所以可得關系式為Ca（OH）₂∽∽CaCl₂．
設生成的氯化鈣的質量為z．
Ca（OH）₂∽∽CaCl₂．
74                   111
22.2g                z
$\frac{74}{111}$=$\frac{22.2g}{z}$
z=33.3g
所得溶液溶質質量分數為$\frac{33.3g}{100g+7.4g+14.8g-19.6g-2.6g}$×100%=33.3%．
故答案為：
（1）2HCl+Ca（OH）₂=CaCl₂+2H₂O．
（2）$\frac{74}{98}$=$\frac{14.8g}{x}$．
（3）氯化銅質量不變，稀鹽酸質量減少至0，氯化鈣質量增加．
（4）27%．
（5）33.3%．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．