Question

(3分)将碳酸钠和硫酸钠的固体混合物6g，放入烧杯中，再加入一定量的稀硫酸，在一定时间内恰好完全反应，无固体剩余，所得溶液溶质质量分数为19.5%，反应的时间(t)和烧杯及其所盛物质总质量(m)的关系如右图所示：

(1)生成气体的质量为        。
（2）求所加稀硫酸的溶质质质量分数。

Answer 1

（1）2.2 g (1分) （2）13.5 %

试题分析：（1）向碳酸钠和硫酸钠的混合物中加入稀硫酸，碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，由于反应放出气体二氧化碳而使烧杯内所盛物质的总质量减小，且质量减小的值即反应放出的二氧化碳的质量；故根据烧杯中所盛物质的质量曲线可知，反应放出二氧化碳的质量=62.2g-60.0g=2.2g。
（2）要计算所加稀硫酸的溶质质量分数，需要知道所加稀硫酸的质量和稀硫酸中硫酸的质量；参加反应的硫酸的质量可由反应放出二氧化碳气体的质量求得；而要求得所加稀硫酸的质量，可根据质量守恒定律求得，即所加稀硫酸的质量=反应后所得溶液质量+放出气体二氧化碳的质量-固体混合物的质量。
解：设原混合物中碳酸钠的质量为x，参加反应的硫酸的质量为y，生成的硫酸钠的质量为z。
Na₂CO₃  +  H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂↑+ H₂O
106      98     142    44
x        y       z     2.2 g
解之得 x=5.3g
解之得y=4.9g
解之得z=7.1g
根据题意可知，反应后所得溶液的溶质为硫酸钠，且溶质质量分数为19.5%
设所加稀硫酸的质量为m，则有
×100% =" 19.5" %解之得m="36.2" g
则所加稀硫酸的溶质质量分数为：×100% =" 13.5" %
答：所加稀硫酸的溶质质量分数为13.5%。
点评：此题是关于化学方程式的计算题，主要是利用图表及反应方程式来分析和解决化学计算中的有关问题，要求学生有较强的识图能力和数据分析能力，解题的关键是找出相关的化学反应，并依据已知量对未知的应求量进行求解计算。