Question

向139mL密度為1.05g/cm³的CaCl₂和HCl混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液，測(cè)得生成的沉淀質(zhì)量（y軸）與加入Na₂CO₃溶液的體積（x軸）的關(guān)系如圖，已知原溶液中含CaCl₂為7.6%，恰好完全反應(yīng)時(shí)，加入Na₂CO₃溶液的總質(zhì)量為191.9g（設(shè)此時(shí)溶液密度為1.02g/cm³）求：
（1）原溶液中HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量的濃度（最后保留一位小數(shù)）．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：計(jì)算題

分析：根據(jù)題意混合液與滴加的碳酸鈉溶液發(fā)生了2個(gè)反應(yīng)：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl、Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O；結(jié)合圖象分析可知：向混合液中滴加了2amL的碳酸鈉溶液后才開(kāi)始產(chǎn)生沉淀，滴加到3amL時(shí)不再產(chǎn)生沉淀，說(shuō)明氯化鈣與碳酸鈉溶液的反應(yīng)，消耗碳酸鈉溶液的體積是amL，HCl與碳酸鈉溶液反應(yīng)消耗碳酸鈉溶液的體積是2amL，根據(jù)m=ρ?V可計(jì)算出氯化鈣、氯化氫各消耗的碳酸鈉溶液質(zhì)量；再根據(jù)氯化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算出氯化鈣的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)方程式Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl計(jì)算出反應(yīng)消耗碳酸鈉的質(zhì)量、生成的碳酸鈣、氯化鈉的質(zhì)量，據(jù)此可以計(jì)算出碳酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而計(jì)算出氯化氫消耗的碳酸鈉的質(zhì)量，再根據(jù)反應(yīng)Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O計(jì)算出反應(yīng)消耗的氯化氫的物質(zhì)的量及生成的氯化鈉、二氧化碳的質(zhì)量；
然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律計(jì)算出反應(yīng)后溶液質(zhì)量、溶質(zhì)氯化鈉的質(zhì)量、物質(zhì)的量，再根據(jù)溶液密度計(jì)算出溶液體積，最后計(jì)算出反應(yīng)后溶液的物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：根據(jù)題中數(shù)據(jù)及反應(yīng)圖象可知碳酸鈉溶液的密度為：ρ=

m

V

=

191.9g

3a

=

63.97

a

/mL，
圖象中消耗碳酸鈉溶液0-2amL時(shí)，沒(méi)有生成沉淀，說(shuō)明溶液中氯化氫消耗了2amL碳酸鈉溶液，所以氯化氫消耗的碳酸鈉溶液的質(zhì)量為：

63.97

a

/mL×2amL=127.94g；
橫坐標(biāo)中從2amL碳酸鈉溶液時(shí)開(kāi)始生成沉淀，到3amL時(shí)沉淀不再增加，說(shuō)明氯化鈣消耗了amL碳酸鈉溶液，氯化鈣消耗的碳酸鈉溶液的質(zhì)量為：ρ=

m

V

=

63.97

a

/mL×amL=63.97g；
設(shè)與氯化鈣反應(yīng)的碳酸鈉溶液的質(zhì)量為x，生成氯化鈉的質(zhì)量為y，碳酸鈣的質(zhì)量為z，
原溶液中含CaCl₂為7.6%，原溶液中含有氯化鈣的質(zhì)量為：1.05g/mL×139mL×7.6%≈11.1g，
則：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
   106     111    100     117
    x      11.1g   z       y

106

x

=

111

11.1

，解得x=10.6g，
y=

117×11.1

111

g=11.7g，
z=

100×11.1g

111

=10g，
碳酸鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

10.6g

63.97

×100%，
與鹽酸反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為：127.94g×

10.6g

63.97

×100%=21.2g，
設(shè)參加反應(yīng)的氯化氫的質(zhì)量為Z，生成氯化鈉的質(zhì)量為Q，生成二氧化碳的質(zhì)量為W，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
 106    73   117   44
 21.2g  Z    Q     W
Z=

21.2g×73

106

=14.6g，
Q=

21.2g×117

106

=23.4g，
W=

21.2g×44

106

=8.8g，
（1）原溶液中氯化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：ω（HCl）=

14.6g

139mL×1.05g/mL

×100%=10%，
答：原溶液中HCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%；
（2）所得溶液中物質(zhì)的量濃度為：c（NaCl）=

n

V

=

11.7g+23.4g 58.5g/mol

146g+191.9g-10g-8.8g 1.02g/cm3×1000cm3/L

=1.9mol/L，
答：反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量的濃度1.9mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了有關(guān)混合物的計(jì)算，題目難度較大，本題將數(shù)學(xué)圖象應(yīng)用于化學(xué)計(jì)算中（讀懂圖象是解題關(guān)鍵），解答本題的關(guān)鍵是讀懂圖象中點(diǎn)、線的意義．