Question

10．在實驗課上，同學們用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，小明取反應后的溶液164.7g，滴入碳酸鈉溶液，先后有氣體和白色沉淀生成，加入碳酸鈉溶液與生成沉淀或氣體的質量關系如圖．
（1）滴入碳酸鈉溶液后，生成的氣體是CO₂；
（2）碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質量分數為10.6%；（計算結果精確到0.1%，下同）
（3）當加入150g碳酸鈉溶液時，所得溶液中溶質的質量分數為多少？（（3）寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據碳酸鈉分別與硫酸反應生成二氧化碳、與硫酸鋅反應生成碳酸鋅沉淀分析；
（2）分別利用氫氣的質量和沉淀的質量根據化學方程式計算出參加反應的碳酸鈉的質量，再求和，進而求質量分數；
（3）分別利用氫氣的質量和沉淀的質量根據化學方程式計算出生成的硫酸鈉的質量，再求質量分數．

解答 解：（1）發生的反應有：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+ZnSO₄=ZnCO₃↓+Na₂SO₄，則生成的氣體是二氧化碳；故答案為：CO₂； 
設硫酸反應消耗碳酸鈉的質量為x，生成硫酸鈉的質量為y；硫酸鋅反應消耗碳酸鈉的質量為m，生成硫酸鈉的質量為n．
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106          142       44
x             y        2.2g
則$\frac{106}{x}=\frac{142}{y}=\frac{44}{2.2g}$，解得x=5.3g，y=7.1g．
Na₂CO₃+ZnSO₄=ZnCO₃↓+Na₂SO₄
106          125     142
m           12.5g     n
則$\frac{106}{m}=\frac{125}{12.5g}=\frac{142}{n}$，解得m=10.6g，n=14.2g．
（2）碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質量分數為：$\frac{5.3g}{50g}×100%$=10.6%
答：碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質量分數為10.6%；
（3）反應后溶液的質量：164.7g+150g-2.2g-12.5g=300g，硫酸鈉的質量分數：$\frac{7.1g+14.2g}{300g}$×100%=7.1%
答：所得溶液中硫酸鈉的質量分數為7.1%．

點評 本題主要考查含雜質物質的化學方程式計算和溶質質量分數的計算，增加了學生分析問題的思維跨度，考查了學生整合知識的能力，要明確該題中發生反應的過程，理清思路是解決該題的關鍵，有一定難度．