Question

某海洋化工集團(tuán)用氨堿法生產(chǎn)的純堿產(chǎn)品中含有少量氯化鈉雜質(zhì)，其產(chǎn)品包裝袋上標(biāo)明：碳酸鈉≥96%．為測(cè)定該產(chǎn)品中含碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)；取11.0g純堿樣品放入燒杯中，稱得燒杯及所盛純堿樣品的總質(zhì)量為158.0g，再把100g稀鹽酸平均分成四份依次加入樣品中，充分反應(yīng)后，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

所加鹽酸的次數(shù)	第一次	第二次	第三次	第四次
燒杯及所盛物質(zhì)的總質(zhì)量/g	181.2	204.4	228.6	253.6

請(qǐng)你據(jù)此分析計(jì)算：
（1）第一次加入稀鹽酸充分反應(yīng)后，生成二氧化碳的質(zhì)量是

 

g．
（2）該產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否合格？（要求寫出計(jì)算過程，結(jié)果精確到0.1%）
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在下邊的坐標(biāo)紙上繪制出所加稀鹽酸的質(zhì)量與生成的二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系的曲線．（不要求寫出計(jì)算過程，只畫出曲線即可）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和．故第一次加入稀鹽酸充分反應(yīng)后，生成二氧化碳的質(zhì)量=反應(yīng)前燒杯及所盛物質(zhì)的質(zhì)量總和-反應(yīng)后燒杯及所盛物質(zhì)的質(zhì)量總和；
（2）由圖表數(shù)據(jù)可知，前二次反應(yīng)后，每次生成氣體的質(zhì)量都是1.8g，第四次反應(yīng)沒有氣體生成，故可判斷第三次反應(yīng)已完全．故生成氣體的質(zhì)量為158g+75g-228.6g=4.4g．根據(jù)碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和生成的氣體質(zhì)量，列出比例式，即可計(jì)算出參與反應(yīng)的Na₂CO₃的質(zhì)量，然后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

溶質(zhì)質(zhì)量

溶液質(zhì)量

×100%計(jì)算即可；

解答：解：（1）第一次的結(jié)果中，二氧化碳的質(zhì)量為158.0g+100g÷4-181.2g=1.8g；故答案為：1.8g．
（2）前二次反應(yīng)后，每次生成氣體的質(zhì)量都是1.8g，第四次反應(yīng)沒有氣體生成，故可判斷第三次反應(yīng)已完全．故生成氣體的質(zhì)量為158g+75g-228.6g=4.4g
設(shè)參與反應(yīng)的Na₂CO₃的質(zhì)量為x，
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
106              44
x               4.4g
∴

106

44

=

x

4.4g

，
解之得：x=10.6g，
產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

10.6g

11g

×100%≈96.4%≥96%；
故該產(chǎn)品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)合格．
（3）根據(jù)前兩步可以計(jì)算出當(dāng)碳酸鈉存在的情況下，每25g鹽酸對(duì)應(yīng)的二氧化碳質(zhì)量為1.8g，當(dāng)生成4.4g二氧化碳時(shí)，消耗的鹽酸溶液的質(zhì)量為61g．之后再加鹽酸無氣體生成．而開始時(shí)，鹽酸為零，二氧化碳也為零．所以得圖：

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)方程式綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力．