Question

某同學稱取13.3g 的NaOH樣品（雜質為Na₂CO₃），加水配成溶液100g，然后向溶液中逐滴加入稀鹽酸，根據(jù)生成CO₂的質量測定Na₂CO₃的質量．實驗測得加入稀鹽酸的質量與產生CO₂氣體的質量關系如圖所示．
（1）求完全反應后生成的二氧化碳的質量是多少？
（2）求樣品中Na₂CO₃的質量分數(shù)？
（3）假如此反應恰好完全，則生成的溶液中溶質的質量分數(shù)是多少？

Answer 1

解：（1）由圖象可知：完全反應后生成的二氧化碳的質量是2.2g；
（2）設13.3g樣品中碳酸鈉的質量是x，產生氯化鈉的質量為y；
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 117 44
x y 2.2g
=；=；
解得：x=5.3g；y=5.85g；
故樣品中Na₂CO₃的質量分數(shù)是×100%=39.8%；
（3）樣品中氫氧化鈉的質量為13.3g-5.3g=8g；
設氫氧化鈉與鹽酸反應生成的氯化鈉的質量為z；
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
40 58.5
8g z
則=；
解得：z=11.7g；
則反應后所得溶液的溶質氯化鈉的質量為：11.7g+5.85g=17.55g；
溶液的質量為：100g+75g-2.2g=172.8g；
則恰好完全反應后生成的溶液中溶質的質量分數(shù)為×100%=10.2%．
答：完全反應后生成的二氧化碳的質量是2.2g；樣品中Na₂CO₃的質量分數(shù)39.8%；生成的溶液中溶質的質量分數(shù)是10.2%．
分析：（1）根據(jù)圖象即可看出完全反應后生成的二氧化碳的質量；
（2）根據(jù)鹽酸與碳酸鈉反應的化學方程式和生成的二氧化碳的質量，列出比例式，就可計算出該樣品中Na₂CO₃的質量；再根據(jù)Na₂CO₃的質量分數(shù)=×100%即可求得樣品中Na₂CO₃的質量分數(shù)；
（3）根據(jù)碳酸鈉的質量可以求得樣品中氫氧化鈉的質量，再根據(jù)氫氧化鈉的質量可以求得反應產生的氯化鈉的質量；則完全反應后溶質的質量為碳酸鈉與鹽酸反應生成的氯化鈉的質量加氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉的質量；根據(jù)質量守恒定律可以求得反應后溶液的總質量；最后根據(jù)溶質質量分數(shù)=×100%即可求得恰好完全反應后生成的溶液中溶質的質量分數(shù)．
點評：本題難度較大，主要考查了通過圖象分析有價值的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)化學方程式進行有關量的計算，培養(yǎng)學生的分析能力和解決問題的能力．