Question

单晶硅是重要的半导体材料，某厂生产的单晶硅曾用于制造我国的第一颗人造卫星．在硅及相关产品的生产中排放的废水中含有HCl．该厂化验员对本厂排放废水中HCl的质量分数进行测定：将20mL废水（假定密度为1g/cm³）样品置于锥形瓶中，用质量分数为1%的氢氧化钠溶液进行中和，共用去氢氧化钠溶液8g（假设废水中不含其他能与氢氧化钠溶液反应的物质）．
（1）计算该废水中含HCl的质量分数．
（2）该厂每天产生废水100t，若直接排放将对环境造成污染，必须进行无害
化处理后才能进行排放，现准备用氢氧化钙粉末或氧化钙粉末进行中和．有关数据如表所示：

物  质	物质（或溶质）的相对分子质量	市场参考价（元/吨）
氢氧化钙粉末	74	200
氧化钙粉末	56	150

你将选择

CaO

（写化学式）来中和废水中的HCl，请说明理由

便宜

．

Answer 1

分析：（1）根据“氢氧化钠的质量=质量×质量分数”计算出参与反应的氢氧化钠的质量，然后根据氢氧化钠与盐酸反应的化学方程式和氢氧化钠的质量，即可计算出参与反应的盐酸的质量，进而求出氯化氢的质量分数；
（2）可以根据氧化钙、氢氧化钙分别与盐酸反应的化学方程式就算出氧化钙和氢氧化钙的质量，然后进行比较

解答：解：（1）消耗掉的氢氧化钠的质量为：8g×1%=0.08g
设该厂排放的废水中含HCl的质量为x
NaOH+HCl═NaCl+H₂0
40   36.5
0.08g  x

40

0.05g

=

36.5

x

解得：x=0.365g
该厂排放的废水中含HCl的质量分数为

0.365g

20g/mL×1g/cm3

×100%=0.365%
答：该厂排放的废水中含HCl的质量分数为0.365%．
（2）设20ml废水消耗的氢氧化钙的质量为y
解答：Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
74         73
y       20g×0.365%

74

y

=

73

20g×0.365%

解得：y=0.074g
则100t废水消耗的氢氧化钙的质量为0.37t，需要资金74元；
设生成0.37t氢氧化钙需要氧化钙的质量为z
CaO+H₂O═Ca（OH）₂
56       80
z        0.37t

56

z

=

80

0.37t

解得：z=0.259t
需要资金为：0.259吨×150元/吨=38.85元
所以比较可以知道处理等质量的水，用氧化钙更便宜．
故答案为：（1）0.365%；
（2）CaO粉末；便宜．

点评：本题主要考查学生运用化学方程式和溶质的质量分数公式进行计算的能力，难度较大．