Question

某海洋化工集团用氮碱法生产的纯碱产品中含有少量氯化钠杂质，为测定该产品中含碳酸钠的质量分数，进行了以下实验：取13.25g纯碱样品放入烧杯中，称得烧杯及纯碱样品的总质量为70g，再把100g稀盐酸平均分成四份依次加入烧杯中，实验数据记
录如下：

所加盐酸的次数	第一次	第二次	第三次	第四次
所加盐酸的质量	25	25	25	25
烧杯内所有物质总质量g	92.8	115.6	140.6	165.6

请你根据此数据分析并计算：
（1）发生反应的化学方程式为

 

．
（2）参加反应的稀盐酸的溶质质量分数

 

．
（3）样品中参加反应的碳酸钠质量（X）的比例式

 

．
（4）将第二次实验所得溶液蒸发掉8.85g水后，溶液的溶质质量分数是

 

．
（5）如果将106t上述样品中纯碱中的钠元素全部转化成火碱中的钠元素，则可制得含杂质20%的火碱的质量是

 

．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，根据化学方程式的书写方法可以写出该反应的化学方程式．
（2）根据质量守恒定律，第一次加入盐酸充分反应后，生成二氧化碳的质量=70g+25g-92.8g=2.2g，第二次加入盐酸充分反应后，生成二氧化碳的质量=
92.8g+25g-115.6g=2.2g，说明每25g盐酸可以生成2.2g二氧化碳，第三次加入盐酸充分反应后，生成二氧化碳的质量=115.6g+25g-140.6=0，说明碳酸钠被完全消耗，盐酸有剩余，第二次恰好完全反应，共生成生成二氧化碳的质量为4.4g；
（3）由于反应只生成二氧化碳一种气体，因此固液混合物减少的质量就是生成二氧化碳的质量．
由二氧化碳的质量根据化学方程式可以可以找出二氧化碳与碳酸钠之间的质量关系，进而列出碳酸钠和二氧化碳之间有关质量关系的比例式．
（4）由化学方程式再由比例式计算出生成氯化钠的质量，加上样品中氯化钠的质量，即为所得溶液中的溶质质量．样品质量加上稀盐酸的质量，去掉生成气体的质量，去掉水的质量即为所得溶液的质量．根据溶质质量分数的计算公式，可以计算出所得溶液中的溶质质量分数．
（5）根据元素守恒解答．

解答：解：
（1）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（2）根据质量守恒定律，第一次加入盐酸充分反应后，生成二氧化碳的质量=70g+25g-92.8g=2.2g，第二次加入盐酸充分反应后，生成二氧化碳的质量=
92.8g+25g-115.6g=2.2g，说明每25g盐酸可以生成2.2g二氧化碳，第三次加入盐酸充分反应后，生成二氧化碳的质量=115.6g+25g-140.6=0，说明碳酸钠被完全消耗，盐酸有剩余，第二次恰好完全反应，共生成生成二氧化碳的质量为4.4g
（2）设25g稀盐酸中氯化氢的质量为y，溶液具有均一性
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
       73             44
       y             2.2g

73

y

=

44

2.2g

y=3.65g
参加反应的稀盐酸的溶质质量分数

3.65g

25g

×100%=14.6%
设样品中碳酸钠的质量为x，生成氯化钠的质量为z．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106          117      44
x             z       4.4g
（3）样品中参加反应的碳酸钠质量（X）的比例式

106

44

=

x

4.4g

   x=10.6g  

117

44

=

z

4.4g

z=11.7g
（4）13.25g纯碱样品中氯化钠的质量=13.25g-10.6g=2.65g，第二次实验所得溶液中的溶质为2.65g+11.7g=14.35g
第二次实验所得溶液的质量为13.25g+50g-4.4g-8.85g=50g
溶液的溶质质量分数是

14.35g

50g

×100%=28.7%
（5）根据元素守恒，106t上述样品中纯碱中的钠元素质量为=

106t×10.6g

13.25g

×

23×2

106

×100%，制得含杂质20%的火碱的质量是

106t×10.6g

13.25g

×

23×2

106

×100%÷

23

40

×100%÷（1-20%）=80t
答案：
（1）Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
（2）14.6%
（3）

106

44

=

x

4.4g

（4）28.7%
（5）80t

点评：本题主要考查有关化学方程式的计算、溶质质量分数的计算和溶液的稀释计算．