Question

單晶硅是重要的半導體材料，是我市的拳頭產品，我市某廠生產的單晶硅曾用于制造我國的第一顆人造衛星．在硅及相關產品的生產中排放的廢水含有HCl．該廠化驗員對本廠排放廢水中HCl的質量分數進行測定：將20毫升廢水（假定其密度為1克/厘米³）樣品置于錐形瓶中，用質量分數為1%的氫氧化鈉溶液進行中和，共用去氫氧化鈉溶液8克（假設廢水中不含其他能與氫氧化鈉溶液反應的物質）．
（1）計算該廢水中含HCl的質量分數．
（2）該廠每天產生廢水100噸，若直接排放將對環境造成污染，必須進行無害化處理后才能進行排放，現準備用氫氧化鈣粉末或質量分數為10%的氫氧化鈉溶液進行中和．有關數據如下表所示：

物質	物質（或溶質）的相對分子質量	市場參考價（元/噸）
氫氧化鈣粉末	74	200
10%的氫氧化鈉溶液	40	100

你將選擇______（寫化學式）來中和廢水中的HCl，請說明理由______．

Answer 1

（1）設該廠排放的廢水中含HCl的質量分數為x
NaOH+HCl═NaCl+H₂0
40     36.5
8g×1%  20mL×1g/cm³×x
=0.08g=20g?x

40

0.08g

=

36.5

20g?x

x=0.365%
（2）根據氫氧化鈣跟鹽酸的反應化學方程式，結合（1）的解答可以完成該題的解答；
設20ml廢水消耗的氫氧化鈣的質量為y：
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
74         73
y       20g×0.365%

74

y

=

73

20g×0.365%

解得：y=0.074g
則100t廢水消耗的氫氧化鈣的質量為0.37t，需要資金74元；根據（1）的解答，20ml廢水消耗1%的氫氧化鈉溶液0.08g，那么消耗10%的氫氧化鈉溶液為0.8g，進而可以知道100t廢水消耗10%的氫氧化鈉的質量為：4t，需要資金400元，所以應該選擇氫氧化鈣來處理廢水．
故答案為：
（1）0.365%；
（2）Ca（OH）₂；氫氧化鈣的相對分子質量為74，根據計算分別中和100噸廢水，消耗氫氧化鈣粉末O．37噸需要資金74元，消耗質量分數為10%氫氧化鈉溶液4噸需要資金400元，從生產成本考慮選擇氫氧化鈣粉末．（敘述合理、思路正確酌情給分）