Question

8．實驗驗室有一包白色粉末含硫酸鈉和碳酸鈉，設計實驗初步測定了白色粉末中的兩種物質硫酸鈉和碳酸鈉的質量關系，實驗過程如下，有關數據如圖所示：

（1）寫出題中發(fā)生的中和反應的化學方程式2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）列出求解生成氣體質量（X）的比例式$\frac{98}{44}$=$\frac{9.8g}{X}$；
（3）白色粉末中硫酸鈉和碳酸鈉的質量比7：53；
（4）在滴加稀硫酸溶液的過程中，溶液中各溶質質量的變化情況為10.6克的碳酸鈉質量逐漸減小到0，1.4克硫酸鈉質量逐漸增大到15.6g；
（5）計算恰好完全中和后，所得溶液中溶質質量分數10%．

Answer 1

分析 （1）根據發(fā)生的中和反應是氫氧化鈉和硫酸反應生成硫酸鈉和水進行分析；
（2）根據氫氧化鈉的質量，求出消耗的硫酸質量，然后求出與碳酸鈉反應的硫酸的量，進而求出二氧化碳質量；
（3）根據（2）中的關系式求出碳酸鈉和硫酸鈉的質量進行分析；
（4）根據稀硫酸和碳酸鈉會生成硫酸鈉和水進行分析；
（5）根據質量守恒定律找出反應后溶液的總質量和生成的硫酸鈉的總質量進行分析．

解答 解：（1）發(fā)生的中和反應是氫氧化鈉和硫酸反應生成硫酸鈉和水，化學方程式為：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）設參加反應的硫酸的質量為x，生成硫酸鈉為m
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
 80     98    142
 80g×10% x     m
  $\frac{80}{80g×10%}$=$\frac{98}{x}$$\frac{142}{m}$
   x=9.8g
   m=14.2g
與碳酸鈉反應的硫酸質量為：98×20%-9.8g=9.8g，
設生成二氧化碳氣體的質量為X，碳酸鈉質量為y，生成硫酸鈉為z
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106     98    142       44
y       9.8g   z         X
      $\frac{98}{44}$=$\frac{9.8g}{X}$
$\frac{106}{y}$=$\frac{98}{9.8g}$$\frac{142}{z}$
  y=10.6g
  z=14.2g
   X=4.4g
所以白色粉末中硫酸鈉和碳酸鈉的質量比是：（12g-10.6g）：10.6g=7：53；
反應后硫酸鈉的質量為：14.2g+1.4g=15.6g；
所以反應后生成硫酸鈉的總質量為：14.2g+15.6g=29.8g；
溶液總質量為：12g+112.4g+98g+80g-4.4g=298g，
所以所得溶液中溶質質量分數為：$\frac{29.8g}{298g}$×100%=10%．
故答案為：（1）2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）$\frac{98}{44}$=$\frac{9.8g}{X}$；
（3）7：53；
（4）10.6克的碳酸鈉質量逐漸減小到0，1.4克硫酸鈉質量逐漸增大到15.6g；
（5）10%．

點評 本題難度較大，主要考查了化學方程式的計算，注意質量守恒定律的應用，反應后溶液的質量=固體混合物的質量+稀硫酸的質量-生成氣體的質量．