Question

現有HCl與CaCl₂的混合溶液，為了分析混合溶液中HCl和CaCl₂的質量分數，設計了如下實驗方案：

[實驗數據]實驗共記錄了兩組數據：第①組，氣體吸收完全后，NaOH溶液質量增加4.4g；第②組，沉淀完全后，經過濾、洗滌、烘干后得到固體的質量為10g．
根據實驗設計及有關數據進行分析與計算：
（1）混合溶液中HCl的質量分數為

7.3%

．（只寫結果）
（2）實驗中混合溶液與Na₂CO₃溶液恰好完全反應，經過濾后所得“濾液”中溶質的質量分數為

8.2%

．（不考慮過濾中的損失．只寫結果，保留小數點后一位）
（3）若在100g混合溶液中不斷加入10.6% 的Na₂CO₃的溶液，請你畫出加入Na₂CO₃溶液的質量與產生沉淀的質量的關系圖．（在答題卡的坐標圖中作圖）
（4）混合溶液中CaCl₂的質量分數為多少？（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）根據2HCl+Na₂CO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑和氣體吸收完全后，NaOH溶液質量增加4.4g，生成的二氧化碳的質量為4.4g，求出HCl的質量，再根據溶質質量分數的公式求出．
（2）根據2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑，求出NaCl的質量；然后根據質量守恒定律求出所得溶液的質量，根據溶質質量分數公式求出溶質質量分數．

解答：解：（1）設稀鹽酸中溶質氯化氫的質量為x，生成的氯化鈉的質量為y，所需碳酸鈉的質量為z．
   2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂↑
    73   106    117     44
    x     z      y      4.4g
  

73

x

=

44

4.4g

      x=7.3g
  

117

y

=

44

4.4g

      y=11.7g
稀鹽酸中溶質質量分數為：

7.3g

100g

×100%=7.3%

106

z

=

44

4.4g

   z=10.6g
所加碳酸鈉溶液的質量為10.6g÷10.6%=100g
（2）設混合溶液中CaCl₂的質量為x，生成氯化鈉的質量為y，和氯化鈣反應的碳酸鈉的質量為a．

CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
111   106    100     117
x     a      10g      y

111

100

=

x

10g

    x=11.1g

117

y

=

100

10g

   y=11.7g

106

a

=

100

10g

a=10.6g
所以和氯化鈣反應的碳酸鈉溶液的質量

10.6g

10.6%

=100g
所得濾液中氯化鈉的質量為11.7g+11.7g=23.4g，濾液的質量為100g+200g-4.4g-10g=285.6g
所得濾液中溶質的質量分數為

23.4g

285.6g

×100%=8.2%

（3）碳酸鈉先和稀鹽酸反應不產生沉淀，稀鹽酸反應完后碳酸鈉再和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀，稀鹽酸消耗碳酸鈉溶液的質量為100g，和氯化鈣反應的碳酸鈉溶液的質量為100g，再加碳酸鈉氯化鈣已被消耗不會再產生沉淀．故作圖見右圖曲線（共1分）
（4）解：設混合溶液中CaCl₂的質量為x．

CaCl₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaCl
111            100
x              10g

111

100

=

x

10g

x=11.1g
混合溶液中CaCl₂的質量分數=（11.1g÷100g）×100%=11.1%
答：混合溶液中CaCl₂的質量分數為11.1%．

點評：溶液和化學反應融合的題目，是綜合性的題型，要求比較高．通常學生在計算時常常會忽視了實際參加反應的是溶液中溶質的質量．