Question

3．向12.2克碳酸鈉和硫酸鈉的混合物加入一定質(zhì)量的稀硫酸后恰好完全反應(yīng)，測得反應(yīng)前后燒杯和所盛物質(zhì)的總質(zhì)量（m）與反應(yīng)時間（t）的關(guān)系如圖．其中燒杯的質(zhì)量為30克（已知Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑）．試計算：
（1）生成氣體的質(zhì)量為2.2克．
（2）固體混合物中碳酸鈉的質(zhì)量是多少克？
（3）計算反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成了二氧化碳，分析圖象，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，物質(zhì)的總質(zhì)量減少的質(zhì)量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量；
（2）根據(jù)碳酸鈉與硫酸的反應(yīng)，由二氧化碳的質(zhì)量可求出反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量、生成的硫酸鈉的質(zhì)量；
（3）根據(jù)碳酸鈉的質(zhì)量可求出原混合物中硫酸鈉的質(zhì)量，即可求出反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)硫酸鈉的質(zhì)量，進而求質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）由于碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成了二氧化碳，由質(zhì)量守恒定律和圖象可知，生成二氧化碳的質(zhì)量為：102.2g-100.0g=2.2g；
故填：2.2；
（2）設(shè)固體混合物中碳酸鈉的質(zhì)量為x，生成的硫酸鈉的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
 106                     142               44
  x                         y                2.2g
$\frac{106}{x}=\frac{142}{y}=\frac{44}{2.2g}$
解得：x=5.3g   y=7.1g
答：固體混合物中碳酸鈉的質(zhì)量是5.3g；
（3）反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)硫酸鈉的質(zhì)量是12.2g-5.3g+7.1g=14g
反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)：$\frac{14g}{100g-30g}×100%$=20%．
答：反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為20%．

點評 本題利用圖表及反應(yīng)方程式來分析和解決化學(xué)計算中的有關(guān)問題，要求學(xué)生有較強的識圖能力和數(shù)據(jù)分析能力．