Question

13．實驗小組的同學對實驗室制取二氧化碳反應后的溶液進行了如下探究：取大理石和鹽酸反應且過濾后所得廢液20克于燒杯中，逐滴滴入碳酸鈉溶液至過量，滴入碳酸鈉溶液的質量與生成沉淀的質量的變化關系如圖所示．試回答：
（1）分析圖中信息可知，20g廢液中，所含的溶質是CaCl₂和HCl（寫化學式）；
（2）在廢液中加入碳酸鈉溶液，首先與碳酸鈉溶液反應的化學方程式為Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O；
（3）計算廢液中氯化鈣的質量分數是多少？（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據大理石與稀鹽酸反應生成氯化鈣和水和二氧化碳，產生沉淀前消耗20g碳酸鈉溶液，這是與廢液中剩余鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量，鹽酸與碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳；
加入碳酸鈉溶液20g-40g時，這是與廢液中氯化鈣與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；
（2）產生沉淀前消耗20g碳酸鈉溶液，這是與廢液中剩余鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量，鹽酸與碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳；
（3）由沉淀質量，根據碳酸鈉與氯化鈣反應的化學方程式可以計算出氯化鈣的質量即可解答；

解答 解：（1）大理石與稀鹽酸反應生成氯化鈣和水和二氧化碳；產生沉淀前消耗20g碳酸鈉溶液，這是與廢液中剩余鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量，鹽酸與碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳；
加入碳酸鈉溶液20g-40g時，這是與廢液中氯化鈣與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；故20g廢液中，所含的溶質是氯化氫和氯化鈣；
（2）產生沉淀前消耗20g碳酸鈉溶液，這是與廢液中剩余鹽酸反應的碳酸鈉溶液的質量，鹽酸與碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳；
（3）設廢液中氯化鈣的質量為x．
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
              111       100      
                x          2g        
$\frac{111}{x}=\frac{100}{2g}$
x=2.22g，
廢液中氯化鈣的質量分數是：$\frac{2.22g}{20g}$×100%=11.1%
故答案為：
（1）CaCl₂和HCl；
（2）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）廢液中氯化鈣的質量分數是11.1%．

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，難度較大．