Question

某纺织厂为了除去棉麻原料中的非纤维素，可用一定溶质的质量分数的碳酸钠溶液煮沸棉麻原料．现需要80kg20%的碳酸钠溶液．
（1）若用碳酸钠固体和水配制上述溶液，需要碳酸钠的质量是

 

kg；水的质量是

 

kg．
（2）甲乙两组同学分别用不同的方案，探究所配得的溶液中碳酸钠的质量分数是否为20%，设计并完成了以下实验：

	甲组	乙组
实验过程	I．取质量是100g的三个烧杯，各盛20g所配得的碳酸钠溶液． II．向三个烧杯中分别放入溶质质量分数相同，但溶液质量不同的盐酸溶液； III．充分反应后再分别称量烧杯及剩余溶液；	I．取质量是100g的一个烧杯，盛20g所配得的碳酸钠溶液． II．向三个烧杯中滴入溶质质量分数为20%的氯化钙溶液，直到不再产生沉淀为止，过滤、洗涤、晾干、称重； III．绘制加入氯化钙溶液与产生沉淀的质量关系如下图；
所得的数据或关系图	实验1   实验2  实验3  碳酸钠溶液/g 20   20 20  加入盐酸的质量/g   10 20  30  反应后烧杯以及剩余物的质量/g   129.12 139.24   149.24	已知发生反应的化学方程式为： Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl

请用计算结果填空．
①甲组实验1中产生气体的质量是

 

g；
②依据甲乙两组的数据分别计算所配得的溶液中碳酸钠的质量分数；
甲：

 

；    乙：

 

．（精确到0.1%）
测定结果与20%之间产生差异可能是实验原理、操作过程等因素引起的．

Answer 1

分析：（1）可以根据溶质的质量分数的公式求出溶质的质量．
（2）对于甲同学的实验，分析实验数据并比较反应前后溶液质量的变化可以解答，对于乙同学的实验，可以根据图象中沉淀的质量解答．

解答：解：（1）根据溶质的质量分数的公式可知，m质=80kg×20%=16kg  m剂=80kg-16kg=64kg，故本题答案为：16kg；  64kg
（2）对于甲组同学的实验，反应前后物质减少的质量即为生成气体的质量，所以第一组实验产生气体质量为：130g-129.12g=0.88g，根据表中数据可知第二次就已经完全反应个，所以产生二氧化碳的质量为（20g+20g+100g-138.24g）=1.76g
设碳酸钠溶液中溶质的质量为x．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106                44
X                 1.76g

106

x

 =

44

1.76g

  解得：X=4.24g
碳酸钠的质量分数=（4.24g÷20g）×100%=21.2%
对于乙组同学的实验，根据图象可知生成了沉淀的质量为3.8g
设碳酸钠溶液中溶质的质量为x．
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106           100
 X            3.8g

106

x

= 

100

3.8g

 解得  X=4.03g
碳酸钠的质量分数=（4.03g÷20g）×100%=20.1%
故本题答案为：0.88g；   21.2%；  20.1%

点评：熟练掌握碳酸钠、碳酸钙的化学性质，并正确识记碳酸盐的相关方程式：Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl；  Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O．