Question

（2013?北京模擬）在化學實驗技能考試做完“二氧化碳的制取和性質”實驗后，廢液桶中有大量的鹽酸與氯化鈣的混合溶液（不考慮其他雜質）．為避免污染環(huán)境并回收利用廢液，化學興趣小組做了如下實驗：取廢液10kg，向其中加入溶質質量分數(shù)為21.2%的碳酸鈉溶液．所得溶液pH與加入的碳酸鈉溶液的質量關系如圖所示（已知：Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl）：
（1）通過如圖可知，當碳酸鈉溶液質量加到

15

kg時，廢液恰好處理完（鹽酸與氯化鈣的混合溶液完全轉化成氯化鈉溶液）．
（2）計算廢液中氯化鈣的質量分數(shù)．
（3）廢液恰好處理完時，溶液中氯化鈉的質量分數(shù)．

Answer 1

分析：（1）由圖示可知，當碳酸鈉溶液質量加到15kg時，pH=7，然后又上升，說明此時恰好將廢液處理完．
（2）根據(jù)圖象可知：當碳酸鈉溶液質量加到10kg時，廢液中的鹽酸恰好處理完；10kg和15kg之間pH值不變，說明有5kg碳酸鈉溶液與氯化鈣恰好完全反應，根據(jù)碳酸鈉的質量求氯化鈣的質量，最后由溶質質量分數(shù)計算公式求溶液中氯化鈣的質量分數(shù)．
（3）廢液恰好處理完時，溶液中氯化鈉的質量為碳酸鈉與稀鹽酸生成的氯化鈉、碳酸鈉與氯化鈣生成的氯化鈉質量之和，由碳酸鈉與稀鹽酸反應的化學方程式計算出生成的氯化鈉的質量，最后由溶質質量分數(shù)計算公式求溶液中氯化鈣的質量分數(shù)．

解答：解：（1）生成的氯化鈉溶液顯中性，由圖示可知，當碳酸鈉溶液質量加到15kg時，pH=7，然后又上升，說明此時恰好將廢液處理完．
（2）由圖象可知與溶液中氯化鈣反應的碳酸鈉溶液的質量為：15kg-10kg=5kg，所含碳酸鈉的質量是5kg×21.2%=1.06kg
設廢液中氯化鈣的質量為x，生成的氯化鈉溶液的質量為y，
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106     111   100     117
1.06kg   x     z       y

106

111

=

1.06kg

x

      x=1.11kg

106

117

=

1.06kg

y

      y=1.17kg

106

100

=

1.06kg

z

      z=1kg
廢液中氯化鈣的質量分數(shù)為

1.11kg

10kg

×100%=11.1%．
（3）設碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉的質量為a，生成二氧化碳氣體的質量為b，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106           117      44
10kg×21.2%    a        b

106

117

=

10kg×21.2%

a

      a=2.34kg

106

44

=

10kg×21.2%

b

     b=0.88kg
廢液恰好處理完時溶液中氯化鈉的質量分數(shù)為

1.17kg+2.34kg

10kg+15kg-1kg-0.88kg

×100%≈15.2%．
故答案為：（1）15kg；（2）廢液中氯化鈣的質量分數(shù)為11.1%；（3）廢液恰好處理完時溶液中氯化鈉的質量分數(shù)為15.2%．

點評：本題難度不大，掌握根據(jù)化學方程式與溶質質量分數(shù)的計算方法是正確解答本題的關鍵，解題時要注意解題的規(guī)范性．