Question

某礦井采出的食鹽（俗稱井鹽）中含有CaCl₂，為設計除雜方案需測定CaCl₂的含量；取上述井鹽22.8g，向其中加入100g質量分數為10.6%的Na₂CO₃溶液恰好完全反應．若樣品檢測過程在10℃的恒溫下進行，此時NaCl的溶解度為36g．
（1）取樣檢測后的溶液中，Na⁺與Cl^-的數量比為

 

．
（2）求檢測后的溶液中NaCl的質量及井鹽中CaCl₂的質量分數（結果保留一位小數）．
（3）請通過相關計算判斷，取樣檢測后的溶液是否為t℃時的NaCl飽和溶液？

Answer 1

分析：（1）氯化鈣與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，因此恰好完全反應后的溶液為氯化鈉溶液，該溶液中Na⁺與Cl^-的數量相等；
（2）檢測后的溶液中NaCl的質量不井鹽樣品中氯化鈉質量與反應生成氯化鈉質量和，因此根據反應的化學方程式，由碳酸鈉的質量計算出氯化鈣質量及生成的氯化鈉的質量，即可解決檢測后的溶液中NaCl的質量及井鹽中CaCl₂的質量分數；
（3）將檢測后溶液的溶質氯化鈉的質量與溶液質量關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）恰好完全反應后的溶液為氯化鈉溶液，因此溶液中Na⁺與Cl^-的數量比為1：1；
故答案為：1：1；
（2）設井鹽樣品中氯化鈣的質量為x，反應生成氯化鈉的質量為y
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
111    106             117
 x   100g×10.6%        y

111

x

=

106

100g×10.6%

=

117

y

x=11.1g，y=11.7g
檢測后的溶液中NaCl的質量=（22.8g-11.1g）+11.7g=23.4g，井鹽中CaCl₂的質量分數=

11.1g

22.8g

×100%≈48.7%；
（3）設恰好完全反應時生成碳酸鈣沉淀的質量為z
CaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+CaCO₃↓
       106           100
 100g×10.6%          z

106

100g×10.6%

=

100

z

  z=10g
則取樣檢測后的溶液質量=22.8g+100g-10g=112.8g，此時溶液中水的質量=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量=

23.4g

36g

×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的質量為23.4g，井鹽中CaCl₂的質量分數為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：根據質量守恒定律，取樣檢測后所得溶液的質量=所取井鹽樣品的質量+所加碳酸鈉溶液的質量-生成沉淀碳酸鈣的質量．