Question

12．小雪想要探知一包含有雜質(zhì)（雜質(zhì)不參與化學(xué)反應(yīng)）的碳酸鈉白色粉末的成分，其實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：先取該樣品10g加入到小燒杯中，再加入112g的水確保完全溶解；然后加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸49g至反應(yīng)剛好沒有氣泡產(chǎn)生，此時燒杯中得到只含有一種溶質(zhì)的溶液．
計算：（1）白色粉末中碳酸鈉的純度；
（2）反應(yīng)后所得到溶液的質(zhì)量；
（3）所得的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量；
（4）若要配制10%的稀硫酸49g，需要溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度是1.84g•mL^-1的濃硫酸多少毫升？還要加入多少克水？

Answer 1

分析 碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳，根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計算；
溶液稀釋前后，溶質(zhì)質(zhì)量不變．

解答 解：設(shè)10g樣品中碳酸鈉質(zhì)量為x，反應(yīng)生成硫酸鈉質(zhì)量為y，生成二氧化碳質(zhì)量為z，
質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的稀硫酸49g中含有硫酸質(zhì)量為：49g×10%=4.9g，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
 106    98     142      44
  x    4.9g     y       z
$\frac{106}{x}$=$\frac{98}{4.9g}$=$\frac{142}{y}$=$\frac{44}{z}$，
x=5.3g，y=7.1g，z=2.2g，
（1）白色粉末中碳酸鈉的純度為：$\frac{5.3g}{10g}$×100%=53%，
答：白色粉末中碳酸鈉的純度為53%．
（2）反應(yīng)后所得到溶液的質(zhì)量為：10g+112g+49g-2.2g=168.8g，
答：反應(yīng)后所得到溶液的質(zhì)量為168.8g．
（3）此時燒杯中得到只含有一種溶質(zhì)的溶液，說明碳酸鈉中的雜質(zhì)是硫酸鈉，所得的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為：7.1g+10g-5.3g=11.8g，
答：所得的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為11.8g．
（4）設(shè)需要濃硫酸的體積為v，根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量不變有：49g×10%=1.84g•mL^-1×v×98%，
v=2.7mL，
需要加入水的質(zhì)量為：49g-1.84g•mL^-1×2.7mL=44g，
答：需要溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度是1.84g•mL^-1的濃硫酸2.7mL，還要加入44g水．

點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用假設(shè)法和化學(xué)方程式進(jìn)行計算和推斷的能力，同時考查了分析數(shù)據(jù)的能力，計算時要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．