Question

大自然中学化学计算兴趣小组的佳乐同学在资料上看到侯氏制碱法制出的纯碱中既有氯化钠杂质也有碳酸氢钠杂质，于是取了一定量的纯碱样品进行了下列实验（假设样品中不含其他杂质）．

	第一次	第二次
加热纯碱样品的质量	30g	30g
加热后石灰水产生沉淀质量	10g	10g
加入氯化钙溶液的质量	50g	100g
烘干所得沉淀的质量	M	20g

若第二次所加的物质均恰好完全反应（滤液损失忽略不计），请回答下列问题．
（1）写出实验发生反应的化学方程式

 

；
（2）第一次实验加入氯化钙溶液后，溶液存在的物质用化学式表示

 

；
（3）根据已知条件列出求解第一次实验分解的碳酸氢钠质量（X）的比例式

 

；
（4）实验中第一次烘干所得沉淀的质量m的数值是

 

；
（5）若向第二次反应后的滤液中加入96.2g水，则所得的不饱和溶液中溶质的质量分数为

 

；
（6）若用溶质质量分数为55.5%的氯化钙溶液配制实验中所需的氯化钙溶液，需55.5%的氯化钙溶液和水的质量比是

 

．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,用水稀释改变浓度的方法,有关溶质质量分数的简单计算

专题：溶质质量分数与化学方程式相结合的计算

分析：（1）根据实验的过程分析发生的反应，写出反应的化学方程式；
（2）根据第二次所加的物质均恰好完全反应，分析第一次实验加入氯化钙溶液后，溶液存在的物质；
（3）根据碳酸钙的质量求出二氧化碳的质量，由二氧化碳的质量列出第一次实验分解的碳酸氢钠质量（X）的比例式；
（4）根据第二次所加的物质均恰好完全反应，分析实验中第一次烘干所得沉淀的质量m的数值；
（5）根据溶质的质量分数计算得的不饱和溶液中溶质的质量分数；
（6）根据溶质质量不变分析计算需55.5%的氯化钙溶液和水的质量比．

解答：解：（1）由实验的过程可知，在该实验中，碳酸氢钠受热分解生成了碳酸钠、二氧化碳和水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，碳酸钠和氯化钙反应生成了碳酸钙沉淀和氯化钠，发生的反应的方程式是：2NaHCO₃ 

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O，CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；
（2）由于第二次所加的物质均恰好完全反应，由于第二次你加入的氯化钙较多，说明了第一次实验加入氯化钙溶液后溶液中的碳酸钠由剩余，同时还有生成的氯化钠，所以，第一次实验加入氯化钙溶液后，溶液存在的物质用化学式表示NaCl，Na₂CO₃；
（3）设二氧化碳的质量为p
CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
44             100
p               10g

44

100

=

p

10g

  解得：p=4.4g
设碳酸氢钠的质量为X，
2NaHCO₃ 

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
168            106  18 44
X               Y   Z  4.4g
第一次实验分解的碳酸氢钠质量（X）的比例式是：

168

44

=

X

10g

   解得：X=16.8g

106

44

=

Y

4.4g

   解得  Y=10.6g；

18

44

=

Z

4.4g

    解得：Z=1.8g
（4）由实验的数据和过程可知，第二次所加的物质均恰好完全反应，加入的氯化钙溶液的质量是100g，生成沉淀的质量为20g，则实验中第一次烘干所得沉淀的质量m的数值是10g．
（5）设生成的氯化钠的质量m，碳酸钠的重质量为n，氯化钙的质量为w
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
 111     106    100    117
  w       n     20g    m

111

w

=

106

n

=

100

20g

=

117

m

解得：m=23.4g，n=21.2g  w=22.2g
若向第二次反应后的滤液中加入96.2g水，则所得的不饱和溶液中溶质的质量分数为：

30g-16.8g-(21.2g-106g)+23.4g

30g-4.4g-1.8g+100g-20g+96.2g

×100%=13%
（6）氯化钙溶液的质量分数是：

22.2g

100g

×100%=22.2%
需55.5%的氯化钙溶液和水的质量分别是p、q

55.5%×p

p+q

×100%=22.2% 解得：

p

q

=

2

3

故答为：（1）2NaHCO₃ 

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O，CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；（2）NaCl； Na₂CO₃；（3）168/44=X/4.4g；（4）10g；（5）13%；（6）2：3．

点评：本题的综合性较强，涉及的知识点较多，需要求解的数据较多，难度较大，分清溶液中发生的反应，溶液中的溶质是解答本题的关键．