Question

單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料，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)中排放的廢水中含有HCl．該廠化驗(yàn)員對本廠排放廢水中HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測定：將20mL廢水（假定密度為1g/cm³）樣品置于錐形瓶中，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和，共用去氫氧化鈉溶液8g（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?jǐn)?shù)．
（2）該廠每天產(chǎn)生廢水100t，若直接排放將對環(huán)境造成污染，必須進(jìn)行無害
化處理后才能進(jìn)行排放，現(xiàn)準(zhǔn)備用氫氧化鈣粉末或氧化鈣粉末進(jìn)行中和．有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：

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
氧化鈣粉末	56	150

你將選擇

CaO

（寫化學(xué)式）來中和廢水中的HCl，請說明理由

便宜

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)“氫氧化鈉的質(zhì)量=質(zhì)量×質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)而求出氯化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）可以根據(jù)氧化鈣、氫氧化鈣分別與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式就算出氧化鈣和氫氧化鈣的質(zhì)量，然后進(jìn)行比較

解答：解：（1）消耗掉的氫氧化鈉的質(zhì)量為：8g×1%=0.08g
設(shè)該廠排放的廢水中含HCl的質(zhì)量為x
NaOH+HCl═NaCl+H₂0
40   36.5
0.08g  x

40

0.05g

=

36.5

x

解得：x=0.365g
該廠排放的廢水中含HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.365g

20g/mL×1g/cm3

×100%=0.365%
答：該廠排放的廢水中含HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.365%．
（2）設(shè)20ml廢水消耗的氫氧化鈣的質(zhì)量為y
解答：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；
設(shè)生成0.37t氫氧化鈣需要氧化鈣的質(zhì)量為z
CaO+H₂O═Ca（OH）₂
56       80
z        0.37t

56

z

=

80

0.37t

解得：z=0.259t
需要資金為：0.259噸×150元/噸=38.85元
所以比較可以知道處理等質(zhì)量的水，用氧化鈣更便宜．
故答案為：（1）0.365%；
（2）CaO粉末；便宜．

點(diǎn)評：本題主要考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)方程式和溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計算的能力，難度較大．