Question

某礦井采出的食鹽（俗稱井鹽）中含有CaCl₂，為設(shè)計除雜方案需測定CaCl₂的含量；取上述井鹽22.8g，向其中加入100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.6%的Na₂CO₃溶液恰好完全反應(yīng)．若樣品檢測過程在10℃的恒溫下進(jìn)行，此時NaCl的溶解度為36g．
（1）取樣檢測后的溶液中，Na⁺與Cl^-的數(shù)量比為______．
（2）求檢測后的溶液中NaCl的質(zhì)量及井鹽中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（結(jié)果保留一位小數(shù)）．
（3）請通過相關(guān)計算判斷，取樣檢測后的溶液是否為t℃時的NaCl飽和溶液？

Answer 1

【答案】分析：（1）氯化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，因此恰好完全反應(yīng)后的溶液為氯化鈉溶液，該溶液中Na⁺與Cl^-的數(shù)量相等；
（2）檢測后的溶液中NaCl的質(zhì)量不井鹽樣品中氯化鈉質(zhì)量與反應(yīng)生成氯化鈉質(zhì)量和，因此根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由碳酸鈉的質(zhì)量計算出氯化鈣質(zhì)量及生成的氯化鈉的質(zhì)量，即可解決檢測后的溶液中NaCl的質(zhì)量及井鹽中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）將檢測后溶液的溶質(zhì)氯化鈉的質(zhì)量與溶液質(zhì)量關(guān)系與此溫度下飽和氯化鈉溶液相對比，可判斷此時的溶液是否為氯化鈉的飽和溶液．
解答：解：（1）恰好完全反應(yīng)后的溶液為氯化鈉溶液，因此溶液中Na⁺與Cl^-的數(shù)量比為1：1；
故答案為：1：1；
（2）設(shè)井鹽樣品中氯化鈣的質(zhì)量為x，反應(yīng)生成氯化鈉的質(zhì)量為y
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
111    106             117
 x   100g×10.6%        y
==
x=11.1g，y=11.7g
檢測后的溶液中NaCl的質(zhì)量=（22.8g-11.1g）+11.7g=23.4g，井鹽中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%≈48.7%；
（3）設(shè)恰好完全反應(yīng)時生成碳酸鈣沉淀的質(zhì)量為z
CaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+CaCO₃↓
       106           100
 100g×10.6%          z
=  z=10g
則取樣檢測后的溶液質(zhì)量=22.8g+100g-10g=112.8g，此時溶液中水的質(zhì)量=112.8g-23.4g=89.4g
23.4g氯化鈉在10℃形成飽和溶液時需要水的質(zhì)量=×100g=65g
∵89.4g＞65g∴取樣檢測后的溶液為此時氯化鈉的不飽和溶液
答：（2）檢測后的溶液中NaCl的質(zhì)量為23.4g，井鹽中CaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48.7%；（3）取樣檢測后的溶液為該溫度下氯化鈉的未飽和溶液．
點評：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，取樣檢測后所得溶液的質(zhì)量=所取井鹽樣品的質(zhì)量+所加碳酸鈉溶液的質(zhì)量-生成沉淀碳酸鈣的質(zhì)量．