Question

4．刘明用石灰石（杂质不与酸反应，也不溶于水）和稀盐酸反应制取二氧化碳，在准备将反应后的废液倒进废液缸时，发现实验桌上有一瓶未知质量分数的Na₂CO₃溶液，他决定利用该废液，测定Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数．他将废液过滤，然后向废液中慢慢滴加Na₂CO₃溶液，加入Na₂CO₃溶液的质量与生成沉淀质量的关系如图所示．
（1）在加入Na₂CO₃溶液的过程中，开始时没有发现沉淀生成，说明滤液中的溶质除含有CaCl₂外，还含有HCl；
（2）计算Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数．（计算结果精确到0.1%）
（3）请你以pH为纵坐标，加入的碳酸钠溶液质量为横坐标，画出pH随碳酸钠溶液质量的变化图象．

Answer 1

分析 碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；
根据图中提供的数据和反应的化学方程式可以进行相关方面的计算和判断．

解答 解：（1）在加入Na₂CO₃溶液的过程中，开始时没有发现沉淀生成，说明滤液中的溶质除含有CaCl₂外，还含有HCl，加入碳酸钠溶液时，碳酸钠先和稀盐酸反应，当稀盐酸完全反应后，碳酸钠再和氯化钙反应．
故填：HCl．
（2）设碳酸钠质量为x，
由图中信息可知，反应生成碳酸钙的质量是5g，
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl，
106                       100
x                            5g
$\frac{106}{x}$=$\frac{100}{5g}$，
x=5.3g，
Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数为：$\frac{5.3g}{25g-5g}$×100%=26.5%，
答：Na₂CO₃溶液中溶质的质量分数为26.5%．
（3）加入5g碳酸钠溶液的过程中，和稀盐酸反应，溶液的pH升高，当5g碳酸钠溶液完全反应时，稀盐酸完全反应，此时溶液显中性，pH等于7，继续加入碳酸钠溶液至25g的过程中，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，溶液显中性，pH等于7，氯化钙完全反应后，继续加入碳酸钠溶液时，溶液显碱性，pH大于7，pH随碳酸钠溶液质量的变化图象如下图所示：

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．