Question

17．為了測定某碳酸鈉樣品中雜質氯化鈉的質量分數（無其他雜質），李明同學進行了三次實驗．實驗數據如下表：

編  號	第1次	第2次	第3次
所取固體樣品的質量/g	7	5	5
加入氯化鈣溶液的質量/g	100	100	150
反應后生成沉淀的質量/g	4	4	4

完成下列計算：
（1）第2次實驗恰好完成反應．
（2）加入氯化鈣溶液的溶質質量分數是多少？
（3）第3次實驗充分反應后溶液中氯化鈉的溶質質量分數是多少？

Answer 1

分析 （1）第一次和第二次所取的固體質量不等，但是所取氯化鈣溶液的質量相等，但是生成的沉淀的質量相等，所以可以判斷第一次所取固體有剩余，即5g固樣品反應后能生成沉淀的質量為4g，第2次和第3次所取的固體樣品相等，但是所取的氯化鈣溶液的質量不等，但是生成的沉淀的質量相等，所以可以判斷第3次所取的氯化鈣溶液有剩余，即說明50g氯化鈣溶液反應后只能得到4g沉淀，綜上分析可以知道第二次是所給的物質恰好完全反應，所以可以根據第2次反應的數據進行解答；
（2）根據氯化鈣的質量計算出氯化鈣溶液的質量分數；
（3）知道第二次是所給的物質恰好完全反應，所以可以根據第2次反應的數據進行解答．

解答 解：（1）第一次和第二次所取的固體質量不等，但是所取氯化鈣溶液的質量相等，但是生成的沉淀的質量相等，所以可以判斷第一次所取固體有剩余，即5g固樣品反應后能生成沉淀的質量為4g，第2次和第3次所取的固體樣品相等，但是所取的氯化鈣溶液的質量不等，但是生成的沉淀的質量相等，所以可以判斷第3次所取的氯化鈣溶液有剩余，即說明50g氯化鈣溶液反應后只能得到4g沉淀，綜上分析可以知道第二次是所給的物質恰好完全反應，所以可以根據第2次反應的數據；故填：2；
（2）設碳酸鈉的質量為x，
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
111    100
x      4g
$\frac{111}{x}=\frac{100}{4g}$
x=4.44 g
分析李明的實驗數據可知，第2次恰好完全反應．
加入的氯化鈣溶液的溶質質量分數為：$\frac{4.44g}{100g}$×100%=4.44%
（3）設充分反應時，參加反應的碳酸鈉的質量為y，生成氯化鈉的質量為z
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106           100     117
y             4g       z
$\frac{106}{y}=\frac{100}{4g}$     y=4.24 g
$\frac{100}{4g}=\frac{117}{z}$     z=4.68g
氯化鈉溶液的溶質質量分數為$\frac{4.68g+5g-4.24g}{150g+5g-4g}$×100%=3.6%
故答案為：
（1）2 
（2）加入氯化鈣溶液的溶質質量分數是4.44%
（3）第3次實驗充分反應后溶液中氯化鈉的溶質質量分數是3.6%

點評 本題是借助于數學模型，利用圖表的方式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的識圖能力和數據分析能力．