Question

为了探究石灰石与稀盐酸反应制备二氧化碳后的废液中的溶质成分，将废液过滤，取滤液20克于烧杯中，在不断振荡的条件下，向其中滴加质量分数为10.6%的碳酸钠溶液直至过量，有关的变化如右图所示：
根据题中有关信息和图象分析回答下列问题：
（1）原溶液中的溶质成分有______（用化学式回答）．
（2）A点处溶液中溶质的质量分数是多少？﹙通过计算回答﹚

Answer 1

解：（1）石灰石与盐酸反应后的废液中一定含有溶质氯化钙，加入碳酸钠开始没有沉淀生成，说明废液中含有多余的盐酸，故含有的溶质有氯化钙和氯化氢；
（2）A点处废液中的溶质恰好完全反应，盐酸消耗的碳酸钠溶液的质量是5g，碳酸钠溶液含有碳酸钠的质量是5g×10.6%=0.53g；
设碳酸钠溶液与盐酸反应生成氯化钠的质量为x，生成二氧化碳的质量为y
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106 117 44
0.53g x y
= x=0.585g
= y=0.22g
氯化钙消耗的碳酸钠溶液的质量是15g，碳酸钠溶液含有碳酸钠的质量是15g×10.6%=1.59g；
设碳酸钠溶液与氯化钙反应生成氯化钠的质量为a，生成碳酸钙的质量为b
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl，
106 100 117
1.59g a b
= a=1.5g
= b=1.755g
A点处溶液的质量是：20g+20g-0.22g-1.5g=38.28g
所得溶液中氯化钠的质量分数为×100%≈6.1%
故答案为：（1）CaCl₂、HCl；
（2）A点处溶液中溶质的质量分数是6.1%．
分析：（1）根据题干提供的信息结合图象进行分析，石灰石与盐酸反应后的废液中一定含有溶质氯化钙，加入碳酸钠开始没有沉淀生成，说明废液中含有多余的盐酸；
（2）根据图象：开始时盐酸消耗的碳酸钠溶液的质量是5g，氯化钙消耗的碳酸钠溶液的质量是15g，然后据溶质的质量=溶液的质量×溶质的质量分数计算出相应的碳酸钠溶液中碳酸钠的质量，结合方程式计算出生成的氯化钠的质量，二氧化碳的质量、碳酸钙的质量，据溶质的质量分数解答即可．
点评：本题主要考查含杂质物质的化学方程式计算和溶质质量分数的计算，结合图象，增加了学生分析问题的思维跨度，考查了学生整合知识的能力，难度较大．