Question

現有一種堿性調味液，是碳酸鈉和氯化鈉組成的溶液。為了測定堿性調味液中碳酸鈉的質量分數，某同學進行了如下實驗：取三份堿性調味液各100g，分別緩慢加入到20g、40g和60g某濃度的稀硫酸中，測得三組實驗數據見下表（氣體的溶解忽略不計）：

	第Ⅰ組	第Ⅱ組	第Ⅲ組
稀硫酸的質量／g	20	40	60
生成氣體的質量／s	2.2	4.4	5.5

 
根據實驗及有關數據進行計算：
（1）100g堿性調味液與稀硫酸完全反應生成氣體的質量為         克。
（2）100g堿性調味液與該稀硫酸反應后溶液pH=7時，消耗稀硫酸的質量為     克。
（3）堿性調味液中碳酸鈉的質量分數為多少?

Answer 1

（1）5.5g； （2）50g   
（3）堿性調味液中碳酸鈉的質量分數為13.25%

（1）比較第Ⅰ組和第Ⅱ組的數據可以知道，每20g稀硫酸反應后生成氣體的質量為2.2g，那么第組提供了60g稀硫酸，只產生了5.5g氣體，說明此時碳酸鈉已反應完全，即100g堿性調味液只能產生5.5g氣體；
（2）反應后溶液pH=7時說明它們正好完全反應，根據（1）可以知道每20g稀硫酸反應后生成氣體的質量為2.2g，故可以求算出消耗稀硫酸的質量．
（3）根據生成的氣體的質量結合化學方程式可以求算出碳酸鈉的質量，進而求算出碳酸鈉的質量分數；
解：（1）比較第Ⅰ組和第Ⅱ組的數據可以知道，每20g稀硫酸反應后生成氣體的質量為2.2g，那么第組提供了60g稀硫酸，只產生了5.5g氣體，說明此時碳酸鈉已反應完全，即100g堿性調味液只能產生5.5g氣體；
（2）設反應后溶液pH=7時需要稀硫酸的質量為y
2.2g/ 20g ="5.5g/" y解得：y=50g   
（3）設堿性調味液中碳酸鈉的質量為x
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+CO₂↑+H₂O
106                 44
x                   5.5g
106 x ="44" 5.5g
解得：x="13.25g"
堿性調味液中碳酸鈉的質量分數為：13.25g 100g ×100%=13.25%