Question

（2007?天津）現(xiàn)有Na₂CO₃和Na₂SO₄的固體混合物共12g，將它放入98g20%的H₂SO₄溶液中，充分反應后溶液呈酸性；在此酸性溶液中再加入80g10%的NaOH溶液，恰好完全中和．計算恰好完全中和后，所得溶液中溶質的質量分數(shù)．（計算結果精確到0.1%）

Answer 1

【答案】分析：碳酸鈉與硫酸反應、氫氧化鈉與硫酸反應都生成相同的溶質硫酸鈉，加上原來混合物中的硫酸鈉，共同成為反應后溶液中的溶質；因此，恰好完全中和后，所得溶液中溶質的質量分數(shù)=×100%；反應后溶液的質量可利用質量守恒定律解決，而硫酸鈉的質量需要一系列計算：首先由氫氧化鈉計算出生成的硫酸鈉和消耗硫酸的質量，再加入硫酸的總量求出與碳酸鈉反應的硫酸的質量，然后由硫酸的質量計算碳酸鈉的質量生成的硫酸鈉的質量，再用混合固體減去碳酸鈉而求得固體中硫酸鈉，最后把三處硫酸鈉的質量加在一起，即反應后溶液中的硫酸鈉的質量．
解答：解：所加入稀硫酸中H₂SO₄的質量：98g×20%=19.6g；加入的氫氧化鈉溶液中NaOH的質量：80g×10%=8g
設與NaOH反應的H₂SO₄的質量為x，生成的Na₂SO₄的質量為y₁
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
  80    98    142
  8g    x      y₁
=  x=9.8g
=  y₁=14.2g
與Na₂CO₃反應的H₂SO₄的質量：19.6g-9.8g=9.8g
設與H₂SO₄反應的Na₂CO₃的質量為m，生成的Na₂SO₄的質量為y₂，生成的CO₂的質量為z
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
  106   98     142      44
   m   9.8g     y₂       z
=  m=10.6g
=  y₂=14.2g
=   z=4.4g
反應后溶液中Na₂SO₄的質量分數(shù)：×100%=16.1%
答：恰好完全中和后，所得溶液中溶質的質量分數(shù)為16.1%．
點評：利用質量守恒定律計算反應后所得溶液的質量可起到事半功倍的作用，反應后溶液的質量=固體混合物質量+所加稀硫酸質量+所加氫氧化鈉溶液質量-放出氣體質量．