Question

2．現有含氯化鈉的碳酸鈉樣品，為測定樣品中氯化鈉的含量．課外活動小組的同學稱取20g該樣品于燒杯中，并將80g稀鹽酸評價分成四份，依次加入燒杯中，實驗數據如表：

實驗序號	第一次	第二次	第三次	第四次
加入稀鹽酸的質量/g	20	20	20	20
反應后燒杯中剩余物質的質量/g	37.8	55.6	74.5	94.5

計算：
（1）產生CO₂氣體的總質量；
（2）樣品中氯化鈉的百分含量；
（3）使用的稀鹽酸的溶質質量分數．

Answer 1

分析 （1）跟據質量守恒定律可知反應前后物質的減少量即為生成的二氧化碳總質量；
（2）根據第三次反應后的質量與第四次反應的質量之差可以看出，第四次加入的鹽酸沒有參與反應，所以可得10g樣品中的碳酸鈉與鹽酸能夠生成二氧化碳的質量，依據方程式可求出碳酸鈉的質量，從而計算出樣品中氯化鈉的質量分數；
（3）可以根據第一次反應時生成的二氧化碳的質量求出反應的鹽酸的質量分數；

解答 解：（1）由質量守恒定律可知生成的二氧化碳質量是20g+80g-94.5g=5.5g．
（2）根據第三次反應后的質量與第四次反應的質量之差可以看出，第四次加入的鹽酸沒有參與反應，所以可得20g樣品中的碳酸鈉與鹽酸能夠生成二氧化碳的質量是5.5g；
設20g樣品中含有的碳酸鈉質量是x
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
106                              44
x                                 5.5g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{5.5g}$
x=13.25
所以樣品中氯化鈉的質量是20g-13.25g=6.75g，則樣品中氯化鈉的純度為$\frac{6.75g}{20g}$×100%=33.75%．
（3）解：第一次實驗時，生成二氧化碳的質量是20g+20g-37.8g=2.2g，設20g的稀鹽酸中溶質的質量為y．
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+CO₂↑+H₂O
               73                 44
               y                  2.2g
$\frac{73}{44}=\frac{y}{2.2g}$
x=3.65g
稀鹽酸中溶質的質量分數為：$\frac{3.65g}{20g}$×100%=18.25%
答：（1）產生CO₂氣體的總質量是5.5g．
（2）樣品中氯化鈉的純度為33.75%．
（3）使用的稀鹽酸的溶質質量分數為18.25%．

點評 根據質量守恒定律，分析四次實驗的數據得出所放出二氧化碳的質量，此為進行計算的基礎，更體現出對實驗的分析與數據處理的能力．