Question

现有一种碱性调味液，是碳酸钠和氯化钠组成的溶液．为了测定碱性调味液中碳酸钠和氯化钠的质量分数，设计了如下实验方案．
【实验一】取三份碱性调味液各100g，分别缓慢加入到20g、40g和60g某盐酸中，测得三组实验数据见下表（气体的溶解忽略不计）：

	第Ⅰ组	第Ⅱ组	第Ⅲ组
盐酸的质量/g	20	40	60
生成气体的质量/s	2.2	4.4	5.5

根据实验及有关数据进行分析与计算：
（1）100g碱性调味液与盐酸完全反应生成气体的质量为______g．
（2）碱性调味液中碳酸钠的质量分数为多少？（写出计算过程）
（3）100g碱性调味液与该盐酸反应后溶液pH=7时，需要盐酸的质量为______g
【实验二】在上述第Ⅲ组反应后的溶液中加AgNO₃溶液，测得实验数据见下图：
根据实验及有关数据进行分析：
（4）某同学计算出碱性调味液中氯化钠的质量分数为20.5%（保留到小数点后一位）后经检查无数字运算错误．请判断该计算结果是否正确，如不正确要指出错误原因．______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据实验数据分析可知20克稀盐酸完全反应生成二氧化碳的质量，据此可算出60克稀盐酸完全反应生成二氧化碳的质量，进而根据第三组实验数据可知100g碱性调味液与盐酸完全反应生成气体的质量．
（2）根据二氧化碳的质量可算出碳酸钠的质量，再根据×100%可求出碱性调味液中碳酸钠的质量分数．
（3）根据实验数据分析可知参加反应的盐酸与生成的二氧化碳的质量比关系，据此可求出所需要的盐酸的质量．
（4）先计算出碱性调味液中氯化钠的质量分数，判断该计算结果是否准确，然后根据计算结果分析错误原因．求碱性调味液中氯化钠的质量分数的方法是：沉淀为氯化银，包括剩余盐酸与硝酸银反应生成的氯化银和氯化钠与硝酸银反应生成的氯化银．先求出剩余盐酸中溶质的质量，根据剩余盐酸中溶质的质量求出和盐酸反应生成的氯化银的质量，进而求出和氯化钠反应生成的氯化银的质量，利用氯化钠和硝酸银反应的化学方程式，根据氯化银的质量求出氯化钠的质量，此氯化钠包括反应生成的氯化钠和原混合物中的氯化钠，用总氯化钠的质量-反应生成的氯化钠的质量即为碱性调味液中氯化钠的质量，最后根据×100%即可求出碱性调味液中氯化钠的质量分数．
解答：解：
（1）根据前两组实验数据分析可知每20克盐酸完全反应生成2.2克二氧化碳，则60克盐酸完全反应应生成6.6克二氧化碳，在第三组实验中加入60克盐酸只生成5.5克二氧化碳，说明第三组实验中盐酸有剩余，碳酸钠反应完，所以100g碱性调味液与盐酸完全反应生成气体的质量为5.5克．故答案为：5.5
（2）设与盐酸反应的碳酸钠的质量为x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
106               44
x                 5.5g
     
      x=13.25g
碱性调味液中碳酸钠的质量分数=×100%=13.25%
答：碱性溶液中碳酸钠的质量分数为13.25%．
（3）根据实验数据分析可知每生成1.1克二氧化碳参加反应的盐酸的质量为10克，现在共生成5.5克二氧化碳，参加反应的盐酸的质量为50克．故答案为：50
（4）设20克盐酸中溶质的质量为y
    Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
           73         44
           y          2.2g
         
           y=3.65g
所用盐酸中溶质的质量分数=%=18.25%
第Ⅲ组反应后的溶液中含氯化氢的质量=10g×18.25%=1.825g
设和盐酸反应生成的氯化银的质量为z
 HCl+AgNO₃═AgCl↓+HNO₃
36.5        143.5
1.825g        z
   
       z=7.175g
和氯化钠反应生成的氯化银的质量=57.4g-7.175g=50.225g
设氯化钠的总质量为a
NaCl+AgNO₃═AgCl↓+NaNO₃
58.5       143.5
 a         50.225g

     a=20.5g
设反应生成的氯化钠的质量为b
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O
              117    44
               b     5.5g
              
                 b=14.625g
碱性调味液中氯化钠的质量=20.5g-14.625g=5.875g
碱性调味液中氯化钠的质量分数=%=5.875%
因而该计算结果不对，该计算结果为20.5%，根据上述计算可知，把碳酸钠与盐酸反应生成的氯化钠的质量没有减去时算出的结果是20.5%．
故答案为：不正确．把碳酸钠与盐酸反应生成的氯化钠的质量没有减去
（或把碳酸钠与盐酸反应生成的氯化钠的质量也计算进去了）
点评：解答本题可用数据分析法，即解题时正确分析数据，找出数据的变化特征及彼此之间的关系，将综合复杂的问题分解为简单的计算，从而顺利解题．