Question

4．劉明用石灰石（雜質不與酸反應，也不溶于水）和稀鹽酸反應制取二氧化碳，在準備將反應后的廢液倒進廢液缸時，發(fā)現實驗桌上有一瓶未知質量分數的Na₂CO₃溶液，他決定利用該廢液，測定Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數．他將廢液過濾，然后向廢液中慢慢滴加Na₂CO₃溶液，加入Na₂CO₃溶液的質量與生成沉淀質量的關系如圖所示．
（1）在加入Na₂CO₃溶液的過程中，開始時沒有發(fā)現沉淀生成，說明濾液中的溶質除含有CaCl₂外，還含有HCl；
（2）計算Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數．（計算結果精確到0.1%）
（3）請你以pH為縱坐標，加入的碳酸鈉溶液質量為橫坐標，畫出pH隨碳酸鈉溶液質量的變化圖象．

Answer 1

分析 碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳；
碳酸鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉；
根據圖中提供的數據和反應的化學方程式可以進行相關方面的計算和判斷．

解答 解：（1）在加入Na₂CO₃溶液的過程中，開始時沒有發(fā)現沉淀生成，說明濾液中的溶質除含有CaCl₂外，還含有HCl，加入碳酸鈉溶液時，碳酸鈉先和稀鹽酸反應，當稀鹽酸完全反應后，碳酸鈉再和氯化鈣反應．
故填：HCl．
（2）設碳酸鈉質量為x，
由圖中信息可知，反應生成碳酸鈣的質量是5g，
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl，
106                       100
x                            5g
$\frac{106}{x}$=$\frac{100}{5g}$，
x=5.3g，
Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數為：$\frac{5.3g}{25g-5g}$×100%=26.5%，
答：Na₂CO₃溶液中溶質的質量分數為26.5%．
（3）加入5g碳酸鈉溶液的過程中，和稀鹽酸反應，溶液的pH升高，當5g碳酸鈉溶液完全反應時，稀鹽酸完全反應，此時溶液顯中性，pH等于7，繼續(xù)加入碳酸鈉溶液至25g的過程中，碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣和氯化鈉，溶液顯中性，pH等于7，氯化鈣完全反應后，繼續(xù)加入碳酸鈉溶液時，溶液顯堿性，pH大于7，pH隨碳酸鈉溶液質量的變化圖象如下圖所示：

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，計算時要注意規(guī)范性和準確性．