Question

向盛有12g混有少量氯化鈉的碳酸鈉（Na₂CO₃）固體混合物的燒杯中加入過量稀鹽酸，直至碳酸鈉完全反應．反應過程用精密儀器測得燒杯和藥品的質量與反應時間的數據記錄如下，請根據要求回答：

反應時間	t0	t1	t2	t3	t4	t5
燒杯和藥品質量/g	210.0	206.7	205.9	205.6	205.6	205.6

（1）完全反應后，生成二氧化碳的質量是

 

g．
（2）取出t₁時所得燒杯中混合物將其水分進行蒸發(fā)，則所得的晶體中的成分是什么？該晶體中所含的氯化鈉的質量分數又為多少？（精確到0.1%）．

Answer 1

分析：混有少量氯化鈉的碳酸鈉（Na₂CO₃）固體中的碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、水、同時放出氣體二氧化碳，因此隨反應時間的增加剩余物質的質量逐漸減小，到恰好完全反應，剩余物質質量不再變化；
利用質量守恒定律，計算出反應放出二氧化碳的質量；再根據反應的化學方程式，由二氧化碳的質量計算參加反應碳酸鈉的質量，即可解決問題．

解答：解：（1）完全反應后，生成二氧化碳的質量=210.0g-205.6g=4.4g；
故答案為：4.4；
（2）t₁時碳酸鈉沒有完全反應，還有剩余，所以所得的晶體中的成分是氯化鈉、碳酸鈉．
設混合物中Na₂CO₃的質量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                    4.4g

106

x

=

44

4.4g

x=10.6g
在t₁時生成二氧化碳的質量為210.0g-206.7g=3.3g；
此時參見反應的碳酸鈉的質量為y，生成氯化鈉的質量為z
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106          117       44
y              z      3.3g

106

y

=

44

3.3g

y=7.95g

117

z

=

44

3.3g

z=8.775g
剩余碳酸鈉的質量為10.6g-7.95g=2.65g
所有氯化鈉質量12.0g-10.6g+8.775g=10.175g
該晶體中所含的氯化鈉的質量分數=

10.175g

10.175g+2.65g

×100%=79.3%
答：所得的晶體中的成分是氯化鈉、碳酸鈉；該晶體中所含的氯化鈉的質量分數為79.3%．

點評：由于反應放出氣體而使反應前后質量出現變化，可先使用質量守恒定律根據反應前后質量差計算出反應放出氣體的質量，然后再利用氣體的質量根據化學方程式計算出其它相關物質的質量．