Question

化學(xué)興趣小組在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了一瓶已部分變質(zhì)的氫氧化鈉溶液，想測試它的變質(zhì)情況．小組同學(xué)取10g該溶液放入燒杯中，然后將20g稀鹽酸分4次加入同一個(gè)燒杯中充分反應(yīng)，反應(yīng)后稱量質(zhì)量．
實(shí)驗(yàn)過程的數(shù)據(jù)記錄如表：

實(shí)驗(yàn)序號	1	2	3	4
稀鹽酸的質(zhì)量（g）	5	5	5	5
反應(yīng)后燒杯內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量	15	19.56	24.12	29.12

若第一次實(shí)驗(yàn)恰好完全反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）寫出第四次實(shí)驗(yàn)后溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式

 

；
（2）寫出第二次實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

；
（3）根據(jù)已知條件，列出求解參加反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量（x）的比例式

 

；
（4）所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

；
（5）該氫氧化鈉溶液中變質(zhì)的氫氧化鈉與剩余氫氧化鈉的質(zhì)量比為

 

；
（6）第三次反應(yīng)后的溶液中，再加入5.88g水，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計(jì)算

專題：綜合計(jì)算（圖像型、表格型、情景型計(jì)算題）

分析：（1）碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，第1次反應(yīng)溶液質(zhì)量不變，說明碳酸鈉還未開始反應(yīng)，第2次加入5g鹽酸溶液質(zhì)量減少了10g+5g+5g-19.56g=0.44g，說明碳酸鈉開始反應(yīng)，減少的質(zhì)量就是生成二氧化碳的質(zhì)量，同理計(jì)算可知第3次和4次減少的氣體的質(zhì)量相等，說明第3次時(shí)碳酸鈉已反應(yīng)完，第4次加入的鹽酸未反應(yīng)，據(jù)此分析解答；
（2）第1次反應(yīng)溶液質(zhì)量不變，說明碳酸鈉還未開始反應(yīng)，第2次加入5g鹽酸溶液質(zhì)量減少了10g+5g+5g-19.56g=0.44g，說明氫氧化鈉已反應(yīng)完，碳酸鈉開始反應(yīng)，據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
（3）據(jù)碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)方程式可以可以找出二氧化碳與碳酸鈉之間的質(zhì)量關(guān)系，進(jìn)而列出碳酸鈉和二氧化碳之間有關(guān)質(zhì)量關(guān)系的比例式；
（4）由（1）分析可知2、3增加的氣體的質(zhì)量相等，說明碳酸鈉消耗的鹽酸的質(zhì)量是10g，據(jù)碳酸鈉生成的二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算消耗的鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量，并進(jìn)而計(jì)算鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）據(jù)鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和氫氧化鈉消耗的稀鹽酸的質(zhì)量可計(jì)算出未變質(zhì)的氫氧化鈉的質(zhì)量，并可據(jù)（2）中碳酸鈉的質(zhì)量及氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)方程式計(jì)算出變質(zhì)的氫氧化鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出二者的質(zhì)量比；
（6）據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，反應(yīng)中的鈉元素都轉(zhuǎn)化到了氯化鈉中，鹽酸中氫元素都轉(zhuǎn)化到了氯化鈉中，可據(jù)氯元素守恒計(jì)算氯化鈉的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水，第1次反應(yīng)溶液質(zhì)量不變，說明碳酸鈉還未開始反應(yīng)，第2次加入5g鹽酸溶液質(zhì)量減少了10g+5g+5g-19.56g=0.44g，說明碳酸鈉開始反應(yīng)，減少的質(zhì)量就是生成二氧化碳的質(zhì)量，同理計(jì)算可知第3次和4次減少的氣體的質(zhì)量相等，說明第3次時(shí)碳酸鈉已反應(yīng)完，第4次加入的鹽酸未反應(yīng)，因此溶液中的溶質(zhì)是氯化鈉和鹽酸；
（2）第1次反應(yīng)溶液質(zhì)量不變，說明碳酸鈉還未開始反應(yīng)，第2次加入5g鹽酸溶液質(zhì)量減少了10g+5g+5g-19.56g=0.44g，說明氫氧化鈉已反應(yīng)完，碳酸鈉開始反應(yīng)，碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）由（2）分析可知：碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為10g+5g+5g+5g-24.12g=0.88g，消耗的稀鹽酸的質(zhì)量是10g
設(shè)溶液中碳酸鈉的質(zhì)量為x，10g稀鹽酸中氯化氫的質(zhì)量為y
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106    73             44
x      y             0.88g

106

44

=

x

0.88g

      x=2.12g
（4）

73

y

=

44

0.88g

      y=1.46g
則所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

1.46g

10g

×100%=14.6%
（5）由（1）可知：未反應(yīng)的氫氧化鈉反應(yīng)掉的稀鹽酸的質(zhì)量是5g，含有溶質(zhì)的質(zhì)量是5g×14.6%=0.73g
設(shè)氫氧化鈉的質(zhì)量是z
NaOH+HCl=NaCl+H₂O
40   36.5
z    0.73g

40

z

=

36.5

0.73g

 z=0.8g
氫氧化鈉溶液變質(zhì)是因?yàn)槎�氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成水和碳酸鈉，
設(shè)變質(zhì)的氫氧化鈉的質(zhì)量為a
2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O
80          106
a           2.12g

80

a

=

106

2.12g

  
  a=1.6g
∴該氫氧化鈉溶液中變質(zhì)的氫氧化鈉與剩余氫氧化鈉的質(zhì)量比為

1.6g

0.8g

=2：1；
（6）據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，反應(yīng)中的鈉元素都轉(zhuǎn)化到了氯化鈉中，鹽酸中氫元素都轉(zhuǎn)化到了氯化鈉中，溶液中的氫氧化鈉、碳酸鈉共消耗的稀鹽酸的質(zhì)量是15g，含溶質(zhì)的質(zhì)量是15g×14.6%=2.19g，設(shè)反應(yīng)后溶液中氯化鈉的質(zhì)量是b，由以上方程式可知：
HCl～NaCl
36.5  58.5
2.19g  b

36.5

58.5

=

2.19g

b

    b=3.51g
則第三次反應(yīng)后的溶液中，再加入5.88g水，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

3.51g

24.12g+5.88g

×100%=11.7%
故答案為：（1）HCl和NaCl；
（2）Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（3）

106

44

=

x

0.88g

；
（4）14.6%；
（5）2：1；
（6）11.7%．

點(diǎn)評：本題考查知識非常綜合，明確物質(zhì)之間的反應(yīng)并能進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)分析才能解答，很好的考查了學(xué)生分析、解決問題的能力．