Question

7．化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)要測定從商店買來的某品牌純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（已知雜質(zhì)為NaCl），經(jīng)過討論，他們設(shè)計并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)（反應(yīng)過程中不考慮水和氯化氫的揮發(fā)）：取12g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

（1）第5次加入稀鹽酸后樣品完全反應(yīng)，共生成二氧化碳4.95克．
（2）請你幫助他們計算出樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（保留一位小數(shù)）．
（3）求樣品與稀鹽酸恰好完全反應(yīng)時所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 根據(jù)表格中所給數(shù)據(jù)可知，當(dāng)加鹽酸到第五次之后，物質(zhì)的質(zhì)量不在發(fā)生變化，說明此時樣品全部反應(yīng)，生成的二氧化碳質(zhì)量也恒定不變，由此根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算即可．

解答 解：（1）每次加入20g稀鹽酸，那么按理來說第2次燒杯及所稱物質(zhì)總質(zhì)量應(yīng)為78.9g+20g=98.90g，可只有97.80g，所以生成了二氧化碳98.90g-97.80g=1.1g，這是第一次，前4次每加一次生成二氧化碳1.1g，最后一次因碳酸鈉反應(yīng)完，所以生成二氧化碳135.6g+20g-155.05g=0.55g，5次一共生成了1.1g×4+0.55g=4.95g．
仔細(xì)觀察數(shù)據(jù)，會發(fā)現(xiàn)第6次與第5次數(shù)據(jù)差還是20g，這說明稀鹽酸沒有被反應(yīng)，所以第5次加稀鹽酸時，碳酸鈉已反應(yīng)完．但注意，第5次20g稀鹽酸沒有反應(yīng)完；故填：5；4.95；
（2）設(shè)12g樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為x，生成氯化鈉的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106          117      44
x            y        4.95g
$\frac{106}{x}=\frac{117}{y}=\frac{44}{4.95g}$
x=11.925g  
y=13.16g     
樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{11.925g}{12g}$×100%=99.4%；
（3）經(jīng)過分析題意可知，每加入20g稀鹽酸完全反應(yīng)時，生成1.1g CO₂，第五次加入20g稀鹽酸生成0.55g CO₂，說明有10g稀鹽酸參加了反應(yīng)，所以參加反應(yīng)的鹽酸總質(zhì)量為90g．
樣品與稀鹽酸恰好完全反應(yīng)時所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{12g-11.925g+13.16g}{12g+90g-4.95g}$×100%=13.6%
答：（2）樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.4%；（3）樣品與稀鹽酸恰好完全反應(yīng)時所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.6%．

點(diǎn)評 本題是一道化學(xué)方程式和圖表相結(jié)合在一起的計算題，難度較大，對學(xué)生的審題和理解能力較高．