Question

用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有少量的氯化钠．为测定某纯碱样品中碳酸钠的质量分数，小明称取该样品11g，加入到盛有一定量稀盐酸的烧杯中，恰好完全反应，测得烧杯中物质总质量的变化如图所示．请计算：
①该纯碱样品中碳酸钠的质量分数．（精确到0.1%，下同）
②反应后所得溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

解：根据质量守恒定律，生成二氧化碳的质量为61g-56.6 g=4.4 g
设：样品中碳酸钠的质量为x，生成的氯化钠质量是y
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106 117 44
x y 4.4g
= x=10.6g
= y=11.7g
①则该纯碱样品中碳酸钠的质量分数为：×100%≈96.4%；
②原混合物中氯化钠的质量是11g-10.6g=0.4g，由图象可知反应后溶液的质量是56.6g，则反应后所得所得溶液中NaCl的质量分数×100%≈21.4%
答：①该纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数96.4%；
②反应后所得所得溶液中NaCl的质量分数是21.4%．
分析：①样品中只有碳酸钠可与稀盐酸反应放出二氧化碳，因此恰好完全反应前后烧杯内混合物的质量差即为放出二氧化碳气体的质量；根据反应的化学方程式，由生成二氧化碳气体的质量计算出样品中碳酸钠的质量，据碳酸钠的质量与样品的质量比可计算样品中碳酸钠的质量分数；
②同样依据二氧化碳可求出生成氯化钠的质量，依据碳酸钠的质量可求出原混合物中氯化钠的质量，据此可计算所得溶液的溶质质量分数．
点评：对变化的曲线进行分析时，曲线的折点意味着往往是恰好完全反应，此时总质量与反应前总质量的差即为反应放出气体的质量，以此为突破口分析判断，并结合方程式和溶质的质量分数计算即可．