Question

5．实验室有一瓶因保存不当而部分变质的氢氧化钠固体（假定不含水分），为测定其成分，在室温下称取该固体26.6g完全溶于200mL水中，加入210g某质量分数的硫酸溶液恰好完全反应，生成气体4.4g．请计算：
（1）原样品中氢氧化钠的质量．
（2）恰好完全反应后，溶液中溶质的质量分数．（若除不尽保留到0.1）

Answer 1

分析 氢氧化钠吸收二氧化碳后生成碳酸钠，碳酸钠与稀硫酸反应可生成硫酸钠、水和二氧化碳，而氢氧化钠虽可与稀硫酸反应但却不放出气体；因此，反应后所剩余溶液的质量小于反应前各物质的质量和，反应前后的质量差即为放出的二氧化碳气体的质量；根据碳酸钠与硫酸反应的化学方程式，利用反应放出的二氧化碳的质量可计算参加反应的碳酸钠的质量；样品质量与碳酸钠的质量差即为未变质的氢氧化钠的质量，所计算的氢氧化钠质量与样品质量比即样品中氢氧化钠的质量分数
分析反应的化学方程式，①CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，②Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，综合①②，可得：2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O，所以NaOH部分变质或全部变质，与没有变质的NaOH相比，中和反应时消耗稀硫酸的量相等．

解答 解：（1）设样品中碳酸钠的质量为x，硫酸钠质量为y，
Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂ SO₄+H₂O+CO₂↑
106             142      44
x                y       4.4g
$\frac{106}{x}=\frac{44}{4.4g}$，$\frac{142}{y}=\frac{44}{4.4g}$，解得x=10.6g，y=14.2g，
样品中氢氧化钠的质量26.6g-10.6g=16g，
答：样品中氢氧化钠的质量16g；
（2）设氢氧化钠与硫酸反应生成的硫酸钠是zg，
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
80           142
16g           z
$\frac{80}{16g}=\frac{142}{z}$，解得：z=28.4g，
恰好完全反应后，溶液中溶质的质量分数为：$\frac{14.2g+28.4g}{26.6g+210g+200g-4.4g}×100%$=9.8%
答：溶液中溶质的质量分数为9.8%．

点评 利用质量守恒定律，根据反应前后小烧杯内物质的质量差，可得完全反应放出二氧化碳气体的质量；然后利用二氧化碳的质量，结合反应的化学方程式，可计算参加反应的碳酸钠的质量