Question

有一瓶因保存不當而部分變質的氫氧化鈉固體（假設雜質只有碳酸鈉），為測定其組成，稱取一定質量固體樣品，向其中滴加溶質質量分數為7.3%的稀鹽酸，放出二氧化碳氣體質量與加入稀鹽酸的質量關系如右圖所示．試求：
（1）樣品中碳酸鈉的質量是多少克？它消耗的鹽酸的質量是多少克？
（2）樣品總質量是多少克？
（3）樣品恰好完全反應時，所得溶液的溶質質量分數是多少？

Answer 1

分析：由生成二氧化碳的質量和稀鹽酸的質量分數，根據碳酸鈉與稀鹽酸反應的化學方程式，可以計算出發生反應的碳酸鈉的質量、稀鹽酸的質量和生成氯化鈉的質量．進而計算出與氫氧化鈉反應的稀鹽酸的質量．
由與氫氧化鈉反應的稀鹽酸的質量和質量分數，根據氫氧化鈉與稀鹽酸反應的化學方程式，可以計算出發生反應的氫氧化鈉的質量和生成氯化鈉的質量．進而計算出樣品的總質量．
碳酸鈉和氫氧化鈉分別與稀鹽酸反應生成氯化鈉的質量和為所得溶液中溶質的質量，樣品質量與稀鹽酸的質量和去掉生成二氧化碳的質量就是所得溶液的質量．根據溶質質量分數的計算公式可以計算出所得溶液中溶質的質量分數．

解答：解：（1）設樣品中碳酸鈉的質量為x，與碳酸鈉反應的稀鹽酸的質量為y，與碳酸鈉反應生成氯化鈉的質量為z．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106     73   117      44
x    y×7.3%  z       0.88g

106

x

=

73

y×7.3%

=

117

z

=

44

0.88g

x=2.12g，y=20g，z=2.34g
（2）設樣品中氫氧化鈉的質量為w，與氫氧化鈉反應生成氯化鈉的質量為m．
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40        36.5        58.5
w  （120g-20g）×7.3%    m

40

w

=

36.5

(120g-20g)×7.3%

=

58.5

m

w=8g，m=11.7g
樣品的質量為2.12g+8g=10.12g
（3）所得溶液中溶質的質量分數為

2.34g+11.7g

10.12g+120g-0.88g

×100%≈10.9%
答：（1）樣品中碳酸鈉的質量為2.12g；它消耗稀鹽酸的質量為20g．
（2）樣品的總質量為10.12g．
（3）所得溶液中溶質的質量分數為10.9%．

點評：本題主要考查有關含雜質物質的化學方程式計算，難度較大．