Question

單晶硅是重要的半導體材料，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．該廠化驗員對本廠排放廢水中HCl的質(zhì)量分數(shù)進行測定：將20mL廢水（假定密度為1g/cm³）樣品置于錐形瓶中，用質(zhì)量分數(shù)為1%的氫氧化鈉溶液進行中和，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100t，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氧化鈣粉末進行中和．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)量分數(shù)”計算出參與反應的氫氧化鈉的質(zhì)量，然后根據(jù)氫氧化鈉與鹽酸反應的化學方程式和氫氧化鈉的質(zhì)量，即可計算出參與反應的鹽酸的質(zhì)量，進而求出氯化氫的質(zhì)量分數(shù)；
（2）可以根據(jù)氧化鈣、氫氧化鈣分別與鹽酸反應的化學方程式就算出氧化鈣和氫氧化鈣的質(zhì)量，然后進行比較

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)量分數(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)量分數(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．

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