Question

對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取C0₂反應(yīng)后濾液的相關(guān)探究：
（1）塊狀石灰石和適量稀鹽酸反應(yīng)至氣泡逸出不明顯后，過濾，測得濾液的pH=2．則濾液呈

 

性，濾液中所含的主要離子有

 

．
（2）因后續(xù)實(shí)驗(yàn)需要，現(xiàn)要配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.5%的碳酸鈉溶液200g．
①計(jì)算：需要碳酸鈉固體的質(zhì)量為

 

g；水的體積為

 

mL（水的密度近似看作1g/cm³）
②稱量：調(diào)節(jié)托盤天平平衡后，將碳酸鈉放在托盤天平的左盤，稱量其質(zhì)量．然后在右盤添加燒杯，最后加碳酸鈉固體，直至天平平衡．
③溶解：用量筒量取所需的水，倒入裝有碳酸鈉固體的燒杯里，用玻璃棒攪拌，使其溶解，并冷卻至室溫．
④存儲(chǔ)：把配好的溶液裝入試劑瓶，塞好橡皮塞并貼好標(biāo)簽，放到指定的地方．
（3）取50g濾液，逐滴滴入上述配制的碳酸鈉溶液，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)繪制出如圖（縱坐標(biāo)m是實(shí)驗(yàn)得到的沉淀或氣體的質(zhì)量，橫坐標(biāo)表示的是碳酸鈉溶液質(zhì)量）．請(qǐng)計(jì)算b點(diǎn)時(shí)溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（保留一位小數(shù)）

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液的配制,二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計(jì)算,溶液的酸堿性與pH值的關(guān)系,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

分析：（1）實(shí)驗(yàn)室中用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳，該反應(yīng)生成了氯化鈣、水和二氧化碳；根據(jù)溶液的pH值和溶液的酸堿性的關(guān)系可以知道，pH=2的溶液為酸性溶液，可以據(jù)此解答該題；
（2）①計(jì)算時(shí)根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式計(jì)算溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量；
②用天平稱量物質(zhì)時(shí)，應(yīng)該將物品放在左盤，砝碼放在右盤，可以據(jù)此解答；
③溶解時(shí)為了加速溶解，通常用玻璃棒攪拌來加速溶解；
④為了方便識(shí)別試劑，應(yīng)該將試劑瓶貼上標(biāo)簽，可以據(jù)此解答；
（3）鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成氣體，而沉淀為碳酸鈉和氯化鈣的反應(yīng)生成的，但是碳酸鈣可以溶于鹽酸中，所以必須把鹽酸消耗完全才能生成碳酸鈣沉淀，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可以知道當(dāng)?shù)稳?0g碳酸鈉溶液時(shí)鹽酸被消耗完畢，即開始產(chǎn)生了沉淀，最后生成沉淀的質(zhì)量為5g，可以據(jù)此結(jié)合化學(xué)方程式求算出氯化鈣的質(zhì)量．進(jìn)而完成解答即可．

解答：解：
（1）實(shí)驗(yàn)室中用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳，該反應(yīng)生成了氯化鈣、水和二氧化碳，其中氯化鈣在溶液中以鈣離子和氯離子的形式存在，而水以水分子的形式存在，二氧化碳逸出；根據(jù)溶液的pH值和溶液的酸堿性的關(guān)系可以知道，pH=2的溶液為酸性溶液；
（2）①現(xiàn)要配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.5%的碳酸鈉溶液200g，需要碳酸鈉固體的質(zhì)量為：200g×26.5%=53g；水的質(zhì)量為：200g-53g=147g，即為147mL；
②用天平稱量物質(zhì)時(shí)，對(duì)于有腐蝕性的固體應(yīng)該在燒杯中稱量，應(yīng)該將燒杯放在左盤，然后將砝碼放在右盤，調(diào)節(jié)游碼，向左盤加入藥品直至天平平衡；
③溶解時(shí)為了加速溶解，通常用玻璃棒攪拌來加速溶解；
④為了方便識(shí)別試劑，應(yīng)該將試劑瓶貼上標(biāo)簽；
（3）鹽酸和碳酸鈉反應(yīng)生成氣體，而沉淀為碳酸鈉和氯化鈣的反應(yīng)生成的，但是碳酸鈣可以溶于鹽酸中，所以必須把鹽酸消耗完全才能生成碳酸鈣沉淀，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可以知道當(dāng)?shù)稳?0g碳酸鈉溶液時(shí)鹽酸被消耗完畢，即開始產(chǎn)生了沉淀，最后生成沉淀的質(zhì)量為10g；
則：設(shè)生成4.4gCO₂需要Na₂CO₃的質(zhì)量為a，同時(shí)生成NaCl的質(zhì)量為x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106    117           44
a       x            4.4g
則

106

a

=

117

x

=

44

4.4g

，解得x=11.7g，a=10.6g
設(shè)生成10gCaCO₃需要Na₂CO₃的質(zhì)量為b，同時(shí)生成NaCl的質(zhì)量為y．
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100     117
b             10g      y
則

106

b

=

100

10g

=

117

y

，解得y=11.7g； b=10.6g
b點(diǎn)時(shí)消耗Na₂CO₃溶液的質(zhì)量=（10.6g+10.6g）÷26.5%=80g，
則b點(diǎn)時(shí)溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

11.7+11.7

50g+80g-4.4g-10g

×100%=20.2%
答：b點(diǎn)時(shí)溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.2%．
故答案為：
（1）酸性、Ca²⁺ Cl^- H⁺；（2）①53、147；（3）20.2%

點(diǎn)評(píng)：解答這類題目時(shí)，首先，賞析問題情景，找到實(shí)驗(yàn)探究的反應(yīng)原理，以及計(jì)算所要用到的數(shù)據(jù)；再根據(jù)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理，利用所稱取的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，分析推斷出該物質(zhì)的組成成分；然后，根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出該樣品中某一成分的質(zhì)量；然后，將所求的該成分的質(zhì)量除以所取樣品的質(zhì)量，再乘以100%，得出所要探究的物質(zhì)中該成分的含量；進(jìn)而推算出其它成分的含量．