Question

某紡織廠為了除去棉麻原料中的非纖維素，可用一定溶質的質量分數的碳酸鈉溶液煮沸棉麻原料．現需要80kg20%的碳酸鈉溶液．
（1）若用碳酸鈉固體和水配制上述溶液，需要碳酸鈉的質量是______kg；水的質量是______kg．
（2）甲乙兩組同學分別用不同的方案，探究所配得的溶液中碳酸鈉的質量分數是否為20%，設計并完成了以下實驗：

	甲組	乙組
實驗過程	I．取質量是100g的三個燒杯，各盛20g所配得的碳酸鈉溶液． II．向三個燒杯中分別放入溶質質量分數相同，但溶液質量不同的鹽酸溶液； III．充分反應后再分別稱量燒杯及剩余溶液；	I．取質量是100g的一個燒杯，盛20g所配得的碳酸鈉溶液． II．向三個燒杯中滴入溶質質量分數為20%的氯化鈣溶液，直到不再產生沉淀為止，過濾、洗滌、晾干、稱重； III．繪制加入氯化鈣溶液與產生沉淀的質量關系如下圖；
所得的數據或關系圖	實驗1 實驗2 實驗3 碳酸鈉溶液/g 20 20 20 加入鹽酸的質量/g 10 20 30 反應后燒杯以及剩余物的質量/g 129.12 139.24 149.24	已知發生反應的化學方程式為： Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl

請用計算結果填空．
①甲組實驗1中產生氣體的質量是______g；
②依據甲乙兩組的數據分別計算所配得的溶液中碳酸鈉的質量分數；
甲：______；　　乙：______．（精確到0.1%）
測定結果與20%之間產生差異可能是實驗原理、操作過程等因素引起的．

Answer 1

解：（1）根據溶質的質量分數的公式可知，m質=80kg×20%=16kg m劑=80kg-16kg=64kg，故本題答案為：16kg； 64kg
（2）對于甲組同學的實驗，反應前后物質減少的質量即為生成氣體的質量，所以第一組實驗產生氣體質量為：130g-129.12g=0.88g，根據表中數據可知第二次就已經完全反應個，所以產生二氧化碳的質量為（20g+20g+100g-138.24g）=1.76g
設碳酸鈉溶液中溶質的質量為x．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106 44
X 1.76g

解得：X=4.24g
碳酸鈉的質量分數=（4.24g÷20g）×100%=21.2%
對于乙組同學的實驗，根據圖象可知生成了沉淀的質量為3.8g
設碳酸鈉溶液中溶質的質量為x．
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106 100
X 3.8g

解得 X=4.03g
碳酸鈉的質量分數=（4.03g÷20g）×100%=20.1%
故本題答案為：0.88g； 21.2%； 20.1%
分析：（1）可以根據溶質的質量分數的公式求出溶質的質量．
（2）對于甲同學的實驗，分析實驗數據并比較反應前后溶液質量的變化可以解答，對于乙同學的實驗，可以根據圖象中沉淀的質量解答．
點評：熟練掌握碳酸鈉、碳酸鈣的化學性質，并正確識記碳酸鹽的相關方程式：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl； Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O．