Question

某化學興趣小組欲測定某純堿樣品中碳酸鈉的質量分數．取20g純堿樣品（假設雜質既不溶于水，也不與其他物質反應），向其中加入100g一定溶質質量分數的稀鹽酸，恰好完全反應，稱得固液混合物的質量為115.6g．請回答下列問題：
（1）寫出反應的化學方程式

 

；
（2）列出求解該樣品中參加反應的碳酸鈉質量（x）的比例式

 

；
（3）該樣品中碳酸鈉的質量分數為

 

；
（4）向反應后的固液混合物中加入128.2g水，充分攪拌后過濾，得到只含一種溶質的不飽和溶液，則所得不飽和溶液中溶質的質量分數為

 

；
（5）欲配制300g上述實驗所用的稀鹽酸，需要43.8%的濃鹽酸質量為

 

．

Answer 1

分析：（1）碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，根據化學方程式的書寫方法可以寫出該反應的化學方程式．
（2）由于反應只生成二氧化碳一種氣體，因此固液混合物減少的質量就是生成二氧化碳的質量．
由二氧化碳的質量根據化學方程式可以可以找出二氧化碳與碳酸鈉之間的質量關系，進而列出碳酸鈉和二氧化碳之間有關質量關系的比例式．
（3）由上述比例式可以計算出碳酸鈉的質量，該質量與樣品質量的百分比，即為樣品中碳酸鈉的質量分數．
（4）由化學方程式還可以找到二氧化碳與氯化鈉之間的質量關系，進而列出氯化鈉和二氧化碳之間有關質量關系的比例式，再由比例式計算出生成氯化鈉的質量，該質量即為所得溶液中的溶質質量．樣品質量加上稀鹽酸的質量，去掉雜質質量，去掉生成氣體的質量，再加上加入水的質量即為所得溶液的質量．根據溶質質量分數的計算公式，可以計算出所得溶液中的溶質質量分數．
（5）由化學方程式可以找到二氧化碳與氯化氫之間的關系，進而列出氯化氫和二氧化碳之間有關質量關系的比例式，再由比例式計算出氯化氫的質量，結合稀鹽酸的質量，根據質量分數的計算公式可以計算出稀鹽酸中氯化氫的質量分數．
配制稀鹽酸過程中溶質質量不變：稀釋前濃鹽酸中氯化氫質量=稀釋后稀鹽酸中氯化氫的質量．根據上述關系可以計算出濃鹽酸的質量．

解答：解：（1）碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳．
該反應的化學方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
（2）生成二氧化碳的質量為20g+100g-115.6g=4.4g
設樣品中碳酸鈉的質量為x，100g稀鹽酸中氯化氫的質量為y，生成氯化鈉的質量為z．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106----73---117-------44
x------y-----z--------4.4g

106

44

=

x

4.4g

（3）x=10.6g
該樣品中碳酸鈉的質量分數為

10.6g

20g

×100%=53%
（4）

117

44

=

z

4.4g

，z=11.7g
所得不飽和溶液中溶質的質量分數為

11.7g

10.6g+100g-4.4g+128.2g

×100%=5%
（5）

73

44

=

y

4.4g

，y=7.3g
稀鹽酸中溶質的質量分數為

7.3g

100g

×100%=7.3%
所需濃鹽酸的質量為300g×7.3%÷43.8%=50g
故答案為：：（1）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；（2）

106

44

=

x

4.4g

；（3）53%；（4）5%；（5）50g

點評：本題主要考查有關化學方程式的計算、溶質質量分數的計算和溶液的稀釋計算．
有關化學方程式的計算的突破口是必須找出一種反應物或一種生成物的質量，根據該質量，可以計算出其它反應物或生成物的質量．
有關溶質質量分數的計算必須要注意兩點：一、反應前各物質的質量和去掉不反應的雜質的質量，去掉生成沉淀和氣體的質量，所得結果就是所得溶液的質量．二、按照溶質質量分數的計算公式進行計算．
溶液的加水稀釋計算中的關鍵依據是溶質質量不變．