Question

大自然中學化學計算興趣小組的佳樂同學在資料上看到侯氏制堿法制出的純堿中既有氯化鈉雜質也有碳酸氫鈉雜質，于是取了一定量的純堿樣品進行了下列實驗（假設樣品中不含其他雜質）．

	第一次	第二次
加熱純堿樣品的質量	30g	30g
加熱后石灰水產生沉淀質量	10g	10g
加入氯化鈣溶液的質量	50g	100g
烘干所得沉淀的質量	M	20g

若第二次所加的物質均恰好完全反應（濾液損失忽略不計），請回答下列問題．
（1）寫出實驗發(fā)生反應的化學方程式

 

；
（2）第一次實驗加入氯化鈣溶液后，溶液存在的物質用化學式表示

 

；
（3）根據(jù)已知條件列出求解第一次實驗分解的碳酸氫鈉質量（X）的比例式

 

；
（4）實驗中第一次烘干所得沉淀的質量m的數(shù)值是

 

；
（5）若向第二次反應后的濾液中加入96.2g水，則所得的不飽和溶液中溶質的質量分數(shù)為

 

；
（6）若用溶質質量分數(shù)為55.5%的氯化鈣溶液配制實驗中所需的氯化鈣溶液，需55.5%的氯化鈣溶液和水的質量比是

 

．

Answer 1

考點：根據(jù)化學反應方程式的計算,用水稀釋改變濃度的方法,有關溶質質量分數(shù)的簡單計算

專題：溶質質量分數(shù)與化學方程式相結合的計算

分析：（1）根據(jù)實驗的過程分析發(fā)生的反應，寫出反應的化學方程式；
（2）根據(jù)第二次所加的物質均恰好完全反應，分析第一次實驗加入氯化鈣溶液后，溶液存在的物質；
（3）根據(jù)碳酸鈣的質量求出二氧化碳的質量，由二氧化碳的質量列出第一次實驗分解的碳酸氫鈉質量（X）的比例式；
（4）根據(jù)第二次所加的物質均恰好完全反應，分析實驗中第一次烘干所得沉淀的質量m的數(shù)值；
（5）根據(jù)溶質的質量分數(shù)計算得的不飽和溶液中溶質的質量分數(shù)；
（6）根據(jù)溶質質量不變分析計算需55.5%的氯化鈣溶液和水的質量比．

解答：解：（1）由實驗的過程可知，在該實驗中，碳酸氫鈉受熱分解生成了碳酸鈉、二氧化碳和水，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水，碳酸鈉和氯化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和氯化鈉，發(fā)生的反應的方程式是：2NaHCO₃ 

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O，CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；
（2）由于第二次所加的物質均恰好完全反應，由于第二次你加入的氯化鈣較多，說明了第一次實驗加入氯化鈣溶液后溶液中的碳酸鈉由剩余，同時還有生成的氯化鈉，所以，第一次實驗加入氯化鈣溶液后，溶液存在的物質用化學式表示NaCl，Na₂CO₃；
（3）設二氧化碳的質量為p
CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
44             100
p               10g

44

100

=

p

10g

  解得：p=4.4g
設碳酸氫鈉的質量為X，
2NaHCO₃ 

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，
168            106  18 44
X               Y   Z  4.4g
第一次實驗分解的碳酸氫鈉質量（X）的比例式是：

168

44

=

X

10g

   解得：X=16.8g

106

44

=

Y

4.4g

   解得  Y=10.6g；

18

44

=

Z

4.4g

    解得：Z=1.8g
（4）由實驗的數(shù)據(jù)和過程可知，第二次所加的物質均恰好完全反應，加入的氯化鈣溶液的質量是100g，生成沉淀的質量為20g，則實驗中第一次烘干所得沉淀的質量m的數(shù)值是10g．
（5）設生成的氯化鈉的質量m，碳酸鈉的重質量為n，氯化鈣的質量為w
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
 111     106    100    117
  w       n     20g    m

111

w

=

106

n

=

100

20g

=

117

m

解得：m=23.4g，n=21.2g  w=22.2g
若向第二次反應后的濾液中加入96.2g水，則所得的不飽和溶液中溶質的質量分數(shù)為：

30g-16.8g-(21.2g-106g)+23.4g

30g-4.4g-1.8g+100g-20g+96.2g

×100%=13%
（6）氯化鈣溶液的質量分數(shù)是：

22.2g

100g

×100%=22.2%
需55.5%的氯化鈣溶液和水的質量分別是p、q

55.5%×p

p+q

×100%=22.2% 解得：

p

q

=

2

3

故答為：（1）2NaHCO₃ 

△   .

Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O，CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；（2）NaCl； Na₂CO₃；（3）168/44=X/4.4g；（4）10g；（5）13%；（6）2：3．

點評：本題的綜合性較強，涉及的知識點較多，需要求解的數(shù)據(jù)較多，難度較大，分清溶液中發(fā)生的反應，溶液中的溶質是解答本題的關鍵．