Question

16．實驗室制取二氧化碳后，對回收的鹽酸和氧化鈣混合溶液（不考慮其他雜質）進行了以下實驗：取100g該溶液于燒杯中，滴入40g溶質質量分數為21.2%的碳酸鈉溶液，充分反應后過濾，滴入碳酸鈉溶液質量與生成沉淀質量的關系如圖所示．求：
（1）所取100g混合溶液中氯化氫的質量分數；
（2）實驗結束后，將過濾所得的溶液蒸干，得到固體的質量．

Answer 1

分析 （1）由圖示可知，開始滴入10g碳酸鈉溶液時沒有沉淀生成，說明是與鹽酸發生反應．故與鹽酸發生反應的碳酸鈉的質量為10g×21.2%=2.12g，然后根據化學方程式，得出各物質之間的質量比，列出比例式，就可計算出混合溶液中氯化氫的質量和生成氯化鈉的質量的質量．然后根據溶質質量分數公式就可計算出混合溶液中氯化氫的質量分數；
（2）由題意可知，將過濾所得的溶液蒸干，得到固體的質量即生成的NaCl的質量與未反應完的碳酸鈉的質量．根據圖示可知，與氯化鈣反應的碳酸鈉溶液的質量為20g，根據溶液的溶質質量分數計算出碳酸鈉的質量．然后根據化學方程式，得出各物質之間的質量比，列出比例式，就可計算出生成氯化鈉的質量．根據溶液的溶質質量分數就可計算出未反應完的碳酸鈉的質量．

解答 解：（1）根據圖示可知，與鹽酸反應的碳酸鈉的質量為：10g×21.2%=2.12g．
設100g混合溶液中氯化氫的質量為x，生成氯化鈉的質量為y，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106    73   117
2.12g  x     y
∴$\frac{106}{2.12g}=\frac{73}{x}=\frac{117}{y}$
解之得：x=1.46g，y=2.34g，
混合溶液中氯化氫的質量分數為：$\frac{1.46g}{100g}$×100%=1.46%．
（2）根據圖示與氯化鈣反應的碳酸鈉的質量為：20g×21.2%=4.24g，
設生成氯化鈉的質量為z．
Na₂CO₃+CaCl₂=2NaCl+CaCO₃↓
106          117
4.24g         z
∴$\frac{106}{4.24g}=\frac{117}{z}$
解之得：z=4.68g，
根據圖示未反應的碳酸鈉的質量為：10g×21.2%=2.12g．
實驗結束后，將過濾所得的溶液蒸干，得到固體的質量為：2.34g+4.68g+2.12g=9.14g．
答：實驗結束后，將過濾所得的溶液蒸干，得到固體的質量為9.14g．

點評 本題主要考查學生運用化學方程式和溶質質量分數公式進行計算的能力．