Question

取某碳酸鈉樣品放入燒杯中，加入95.8g水充分溶解，再向其中加入稀硫酸，反應放出氣體的總質量與所加入稀硫酸的質量關系曲線如圖所示，請根據(jù)題意解答問題：
（1）當加入196g稀硫酸時，放出氣體的質量為

 

g．
（2）計算加入的稀硫酸溶液溶質的質量分數(shù)為

 

．
（3）試通過計算求出加入98g稀硫酸（即A點）時燒杯中溶液溶質的質量分數(shù)．（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）由圖可知：當加入98g稀硫酸時，碳酸鈉恰好完全反應；則再加稀硫酸時，產生氣體的質量是不變的；根據(jù)圖示數(shù)據(jù)，找出與縱坐標98對應的橫坐標的數(shù)值即為放出氣體的質量；
（2）利用碳酸鈉與硫酸反應的化學方程式和生成二氧化碳的質量，列出比例式，就可計算出完全反應時參與反應的H₂SO₄質量；然后根據(jù)溶質質量分數(shù)公式即可求出所加入的稀硫酸的溶質質量分數(shù)；
（3）完全反應后（即A點），溶液中的溶質為Na₂SO₄．利用碳酸鈉與硫酸反應的化學方程式可計算出反應生成Na₂SO₄的質量和Na₂CO₃樣品質量；進而計算出溶液質量=Na₂CO₃樣品質量+水的質量+稀硫酸質量-生成二氧化碳的質量；然后根據(jù)溶質質量分數(shù)公式計算即可．

解答：解：（1）根據(jù)圖示數(shù)據(jù)可知，縱坐標加入稀硫酸98g時，反應已完全，對應的橫坐標放出氣體的質量為4.4g；
再加入稀硫酸時，產生氣體的質量是不變的；
故當加入196g稀硫酸時，放出氣體的質量為4.4g；
故答案為：4.4．
（2）設完全反應時參與反應的H₂SO₄質量為z，
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
        98             44
        z              4.4g

98 z

=

44 4.4g

解得：z=9.8g；
則所加入的稀硫酸的溶質質量分數(shù)為：

9.8g 98g

×100%=10%；
故答案為：10%．
（3）設參加反應的碳酸鈉的質量為x，反應生成Na₂SO₄的質量為y；
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
106          142       44
x             y        4.4g
 

106

x

=

44

4.4g

，

142

y

=

44

4.4g

；
解得：x=10.6g，y=14.2g；
則加入98g稀硫酸（即A點）時燒杯中溶液質量為：10.6g+95.8g+98g-4.4g=200g；
則加入98g稀硫酸（即A點）時燒杯中溶液溶質的質量分數(shù)為：

14.2g

200g

×100%=7.1%．
答：加入98g稀硫酸（即A點）時燒杯中溶液溶質的質量分數(shù)為7.1%．

點評：本題主要考查學生運用化學方程式和溶質質量分數(shù)公式解答問題的能力．要求學生了解完全反應的概念，能正確分析坐標圖，從圖中找出有效數(shù)據(jù)進行計算．解題時要注意格式和步驟，計算要細心．