Question

單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料，是我市的拳頭產(chǎn)品，我市某廠生產(chǎn)的單晶硅曾用于制造我國的第一顆人造衛(wèi)星．在硅及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)中排放的廢水含有HCl．該廠化驗員對本廠排放廢水中HCl的質(zhì)量分數(shù)進行測定：將20毫升廢水（假定其密度為1克/厘米³）樣品置于錐形瓶中，用質(zhì)量分數(shù)為1%的氫氧化鈉溶液進行中和，共用去氫氧化鈉溶液8克（假設(shè)廢水中不含其他能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的物質(zhì)）．
（1）計算該廢水中含HCl的質(zhì)量分數(shù)．
（2）該廠每天產(chǎn)生廢水100噸，若直接排放將對環(huán)境造成污染，必須進行無害化處理后才能進行排放，現(xiàn)準備用氫氧化鈣粉末或質(zhì)量分數(shù)為10%的氫氧化鈉溶液進行中和．有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

物質(zhì)	物質(zhì)（或溶質(zhì)）的相對分子質(zhì)量	市場參考價（元/噸）
氫氧化鈣粉末	74	200
10%的氫氧化鈉溶液	40	100

你將選擇

 

（寫化學(xué)式）來中和廢水中的HCl，請說明理由

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)“氫氧化鈉的質(zhì)量=質(zhì)量×質(zhì)量分數(shù)”計算出參與反應(yīng)的氫氧化鈉的質(zhì)量，然后根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和氫氧化鈉的質(zhì)量，即可計算出參與反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量，進而求出氯化氫的質(zhì)量分數(shù)；
（2）可以根據(jù)氫氧化鈉、氫氧化鈣分別與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式就算出氫氧化鈉和氫氧化鈣的質(zhì)量，然后進行比較．

解答：解：（1）設(shè)該廠排放的廢水中含HCl的質(zhì)量分數(shù)為x
NaOH+HCl═NaCl+H₂0
40     36.5
8g×1%  20mL×1g/cm³×x
=0.08g=20g?x

40

0.08g

=

36.5

20g?x

x=0.365%
（2）根據(jù)氫氧化鈣跟鹽酸的反應(yīng)化學(xué)方程式，結(jié)合（1）的解答可以完成該題的解答；
設(shè)20ml廢水消耗的氫氧化鈣的質(zhì)量為y：
Ca（OH）₂+2HCl=CaCl₂+2H₂O
74         73
y       20g×0.365%

74

y

=

73

20g×0.365%

解得：y=0.074g
則100t廢水消耗的氫氧化鈣的質(zhì)量為0.37t，需要資金74元；根據(jù)（1）的解答，20ml廢水消耗1%的氫氧化鈉溶液0.08g，那么消耗10%的氫氧化鈉溶液為0.8g，進而可以知道100t廢水消耗10%的氫氧化鈉的質(zhì)量為：4t，需要資金400元，所以應(yīng)該選擇氫氧化鈣來處理廢水．
故答案為：
（1）0.365%；
（2）Ca（OH）₂；氫氧化鈣的相對分子質(zhì)量為74，根據(jù)計算分別中和100噸廢水，消耗氫氧化鈣粉末O．37噸需要資金74元，消耗質(zhì)量分數(shù)為10%氫氧化鈉溶液4噸需要資金400元，從生產(chǎn)成本考慮選擇氫氧化鈣粉末．（敘述合理、思路正確酌情給分）

點評：本題主要考查學(xué)生運用化學(xué)方程式和溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)公式進行計算的能力．