Question

7．某班同學完成制取二氧化碳的實驗后，對回收的鹽酸和氯化鈣混合溶液（不考慮其他雜質）進行了以下實驗：取62.44g該混合溶液于燒杯中，向燒杯中滴入溶質質量分數
為13.8%K₂CO₃溶液．滴入K₂CO₃溶液質量與生成沉淀質量的關系如圖所示．求；
（1）所取鹽酸和氯化鈣混合溶液中HCl的質量；
（2）求恰好完全反應時，燒杯內所得溶液的溶質質量分數．

Answer 1

分析 （1）由圖示數據可知，與鹽酸反應的碳酸鉀溶液的質量為10g，根據鹽酸與碳酸鉀反應的化學方程式，列出比例式，就可計算出鹽酸與碳酸鉀反應生成KCl的質量和溶液中HCl的質量；
（2）根據碳酸鉀會與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，碳酸鉀會與氯化鈣生成碳酸鈣沉淀，溶液質量等于加入的總質量減去生成的氣體和沉淀的質量，溶質的質量分別為碳酸鉀與鹽酸反應生成的氯化鉀的質量加上氯化鈣與碳酸鉀反應生成的氯化鉀的質量，即可求出溶質的質量分數．

解答 解：（1）與鹽酸反應的碳酸鉀的質量為10g×13.8%=1.38g，
設鹽酸與碳酸鉀反應生成KCl的質量為y，溶液中HCl的質量為x，生成二氧化碳的質量為z
2HCl+K₂CO₃=2KCl+H₂O+CO₂↑
   73    138       149            44
    x    1.38g      y              z
∴$\frac{73}{x}=\frac{138}{1.38g}=\frac{149}{y}=\frac{44}{z}$
解之得：x=0.73g，y=1.49g，z=0.44g；
（2）設溶液中CaCl₂的質量為w，生成KCl的質量為n，
CaCl₂+K₂CO₃=2KCl+CaCO₃↓
111                 149      100
w                      n        2g
∴$\frac{111}{w}=\frac{149}{n}=\frac{100}{2g}$
解之得：w=2.22g，n=2.98g；
反應后燒杯中的物質包括兩個反應中生成的氯化鉀，其質量為：1.49g+2.98g=4.47g，恰好完全反應時滴入的碳酸鉀的質量為30g，故反應后溶液的質量
為：30g+40g-2g-0.44g=67.56g，則恰好完全反應后，溶液中溶質的質量分數為：$\frac{4.47g}{67.55g}$×100%=6.61%．
答：（1）所取鹽酸和氯化鈣混合溶液中HCl的質量0.73g；
（2）恰好完全反應時所得溶液中溶質的質量分數為6.61%．

點評 本題主要考查學生運用化學方程式綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．