Question

為了測(cè)定某品牌食用純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的探究過(guò)程如下：
[提出問題]樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
[知識(shí)準(zhǔn)備]食用純堿的主要成分是碳酸鈉，另外還含有少量的氯化鈉；   反應(yīng)過(guò)程中不考慮水和氯化氫的揮發(fā)．
[設(shè)計(jì)方案]
（1）方案一：向一定量樣品中加入過(guò)量澄清石灰水，根據(jù)反應(yīng)生成碳酸鈣的質(zhì)量，先求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）方案二：向一定量樣品中加入足量的稀鹽酸，根據(jù)反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，先求出碳酸鈉的質(zhì)量，再計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]
甲組同學(xué)：稱取12.00g樣品，加水配成溶液，在溶液中加入過(guò)量的澄清石灰水．過(guò)濾、洗滌、干燥，共得到白色沉淀10.00g．
乙組同學(xué)：稱取12.00g樣品，加入足量的稀鹽酸直到反應(yīng)停止，共收集到4.40g二氧化碳．
[解決問題]請(qǐng)你任選一組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，幫助他們計(jì)算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（計(jì)算結(jié)果精確到0.1% ）
[交流反思]
（1）甲組的小青同學(xué)認(rèn)為，要求出碳酸鈉的質(zhì)量，也可以使用與鹽酸和石灰水所屬類別不同的其他物質(zhì)

 

（填一種具體物質(zhì)）的溶液與樣品反應(yīng)，通過(guò)測(cè)定相關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量，進(jìn)行有關(guān)計(jì)算即可．
（2）乙組的小雨同學(xué)認(rèn)為，所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也可求出：取18.45g樣品放入燒杯中，每次加入20g稀鹽酸（不考慮水、氯化氫逸出）后用精密儀器稱量，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

加入稀鹽酸次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
燒杯及所稱物質(zhì)總質(zhì)量/g	78.90	97.80	116.70	135.60	155.05	175.05	195.05

分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，獲取反應(yīng)生成氣體的質(zhì)量，通過(guò)有關(guān)計(jì)算，即可求出稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．問題：請(qǐng)你在右邊的坐標(biāo)紙上繪制生成氣體的質(zhì)量與所加稀鹽酸質(zhì)量關(guān)系的曲線．

Answer 1

分析：（1）由題分析可知甲組同學(xué)采用的是方案一，即先讓碳酸鈉轉(zhuǎn)化成沉淀，再根據(jù)沉淀質(zhì)量求出碳酸鈉質(zhì)量，進(jìn)而求出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．那么讓碳酸鈉轉(zhuǎn)化為沉淀就要依據(jù)鹽的性質(zhì)以及碳酸鹽的溶解度表來(lái)選擇試劑；
（2）認(rèn)真分析表格就可以得到每次加稀鹽酸后所得的二氧化碳的質(zhì)量，然后根據(jù)題意在坐標(biāo)紙上把生成氣體質(zhì)量與所加稀鹽酸質(zhì)量的關(guān)系曲線繪制出來(lái)即可．

解答：解：[解決問題]①如果選甲組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果則有：設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═2NaOH+CaCO₃↓
106                   100 
x                     10.00g

106

100

=

x

10.00g

      x=10.6g
所以樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

10.6g

12.00g

×100%=88.3%
②如果選擇乙組同學(xué)的結(jié)果則有：設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106                   44
x                     4.40g

106

44

=

x

4.40g

      x=10.6g
所以樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

10.6g

12.00g

×100%=88.3%
[交流反思]（1）碳酸鈉除了可以和石灰水反應(yīng)生成沉淀外，還可以和鹽類物質(zhì)反應(yīng)生成沉淀，因?yàn)樘妓徕}、碳酸鋇等都是沉淀，所以碳酸鈉可以和氯化鈣、氯化鋇等鹽反應(yīng)．
（2）由表格中數(shù)據(jù)可知前4次實(shí)驗(yàn)每次加入20g稀鹽酸后，燒杯中溶液總質(zhì)量比前一次增加了18.9g，即前4次實(shí)驗(yàn)每次生成二氧化碳?xì)怏w1.1g；第5次加入20g稀鹽酸后，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w只有0.55g，說(shuō)明此時(shí)碳酸鈉已完全反應(yīng)，即稀鹽酸量在80g～100g之間時(shí)，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w量=1.1g×4+0.55g=4.95g，且以后無(wú)論再加多少稀鹽酸，二氧化碳的量保持此值不變．據(jù)以上分析可在在坐標(biāo)紙上畫出生成氣體的質(zhì)量與所加稀鹽酸質(zhì)量關(guān)系的曲線圖為：

點(diǎn)評(píng)：此題是一道綜合性的題目，其中既有根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算，又有根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)繪制曲線，屬于難度比較大的題目．