Question

13．实验小组的同学对实验室制取二氧化碳反应后的溶液进行了如下探究：取大理石和盐酸反应且过滤后所得废液20克于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液至过量，滴入碳酸钠溶液的质量与生成沉淀的质量的变化关系如图所示．试回答：
（1）分析图中信息可知，20g废液中，所含的溶质是CaCl₂和HCl（写化学式）；
（2）在废液中加入碳酸钠溶液，首先与碳酸钠溶液反应的化学方程式为Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O；
（3）计算废液中氯化钙的质量分数是多少？（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）根据大理石与稀盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，产生沉淀前消耗20g碳酸钠溶液，这是与废液中剩余盐酸反应的碳酸钠溶液的质量，盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
加入碳酸钠溶液20g-40g时，这是与废液中氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；
（2）产生沉淀前消耗20g碳酸钠溶液，这是与废液中剩余盐酸反应的碳酸钠溶液的质量，盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
（3）由沉淀质量，根据碳酸钠与氯化钙反应的化学方程式可以计算出氯化钙的质量即可解答；

解答 解：（1）大理石与稀盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳；产生沉淀前消耗20g碳酸钠溶液，这是与废液中剩余盐酸反应的碳酸钠溶液的质量，盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
加入碳酸钠溶液20g-40g时，这是与废液中氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；故20g废液中，所含的溶质是氯化氢和氯化钙；
（2）产生沉淀前消耗20g碳酸钠溶液，这是与废液中剩余盐酸反应的碳酸钠溶液的质量，盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
（3）设废液中氯化钙的质量为x．
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
              111       100      
                x          2g        
$\frac{111}{x}=\frac{100}{2g}$
x=2.22g，
废液中氯化钙的质量分数是：$\frac{2.22g}{20g}$×100%=11.1%
故答案为：
（1）CaCl₂和HCl；
（2）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）废液中氯化钙的质量分数是11.1%．

点评 本题主要考查含杂质物质的化学方程式计算和溶质质量分数的计算，增加了学生分析问题的思维跨度，考查了学生整合知识的能力，难度较大．