Question

10．在實驗課上，同學們用鋅和稀硫酸反應制取氫氣，小明取反應后的溶液164.7g，滴入碳酸鈉溶液，先后有氣體和白色沉淀生成，加入碳酸鈉溶液與生成沉淀或氣體的質量關系如圖．
（1）滴入碳酸鈉溶液后，生成的氣體是CO₂；
（2）碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質量分數(shù)為10.6%；（計算結果精確到0.1%，下同）
（3）當加入150g碳酸鈉溶液時，所得溶液中溶質的質量分數(shù)為多少？（（3）寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鈉分別與硫酸反應生成二氧化碳、與硫酸鋅反應生成碳酸鋅沉淀分析；
（2）分別利用氫氣的質量和沉淀的質量根據(jù)化學方程式計算出參加反應的碳酸鈉的質量，再求和，進而求質量分數(shù)；
（3）分別利用氫氣的質量和沉淀的質量根據(jù)化學方程式計算出生成的硫酸鈉的質量，再求質量分數(shù)．

解答 解：（1）發(fā)生的反應有：Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，Na₂CO₃+ZnSO₄=ZnCO₃↓+Na₂SO₄，則生成的氣體是二氧化碳；故答案為：CO₂； 
設硫酸反應消耗碳酸鈉的質量為x，生成硫酸鈉的質量為y；硫酸鋅反應消耗碳酸鈉的質量為m，生成硫酸鈉的質量為n．
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106          142       44
x             y        2.2g
則$\frac{106}{x}=\frac{142}{y}=\frac{44}{2.2g}$，解得x=5.3g，y=7.1g．
Na₂CO₃+ZnSO₄=ZnCO₃↓+Na₂SO₄
106          125     142
m           12.5g     n
則$\frac{106}{m}=\frac{125}{12.5g}=\frac{142}{n}$，解得m=10.6g，n=14.2g．
（2）碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質量分數(shù)為：$\frac{5.3g}{50g}×100%$=10.6%
答：碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質量分數(shù)為10.6%；
（3）反應后溶液的質量：164.7g+150g-2.2g-12.5g=300g，硫酸鈉的質量分數(shù)：$\frac{7.1g+14.2g}{300g}$×100%=7.1%
答：所得溶液中硫酸鈉的質量分數(shù)為7.1%．

點評 本題主要考查含雜質物質的化學方程式計算和溶質質量分數(shù)的計算，增加了學生分析問題的思維跨度，考查了學生整合知識的能力，要明確該題中發(fā)生反應的過程，理清思路是解決該題的關鍵，有一定難度．