Question

3．現有HCl與CaCl₂的混合溶液，為了測定混合溶液中HCl和CaCl₂的質量比，設計了如下實驗方案：

【實驗數據】上述實驗中100g混合溶液與mg溶質的質量分數為10.6%的Na₂CO₃溶液恰好完全反應后，共記錄了兩組實驗數據：第①組，氣體吸收完全后，NaOH溶液質量增加4.4g；第②組，沉淀完全后，經過濾、洗滌、烘干后得到固體的質量為10g．根據實驗設計及有關數據進行分析與計算：
（1）通過分析和計算得知，原混合溶液中HCl與CaCl₂的質量比為73：111．
（2）m=200g．
（3）此外，上述實驗中100g混合溶液與mg溶質的質量分數為10.6%的Na₂CO₃溶液恰好完全反應，經過濾后所得“濾液”中溶質的質量分數為多少？（不考慮過濾中的損失，計算結果保留到小數點后一位．）

Answer 1

分析 （1）由題意可以知道生成二氧化碳的質量為4.4g，進行計算；
（2）利用二氧化碳的質量，可以據此結合碳酸鈉和鹽酸反應的化學方程式求算出碳酸鈉的質量，然后求出其溶液質量即可．根據圖中數據可以知道生成沉淀的質量為10g，可以據此結合碳酸鈉和氯化鈣反應的化學方程式求算出碳酸鈉的質量，然后求出其溶液質量即可．
（3）根據發(fā)生的化學反應可以知道反應后得到的濾液為氯化鈉溶液，所以可以根據上述反應求算出氯化鈉的質量，然后根據溶質的質量分數的計算公式求解即可．

解答 解：
（1）氫氧化鈉溶液增加的質量即為碳酸鈉和鹽酸反應生成二氧化碳的質量，即為4.4g，
設與鹽酸反應消耗碳酸鈉的質量為x，生成氯化鈉的質量為y，氯化氫的質量為m，
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106    73   117      44
 x     m      y       4.4g
$\frac{106}{x}$=$\frac{117}{y}$=$\frac{44}{4.4g}$=$\frac{73}{m}$
x=10.6g，y=11.7g，m=7.3g
根據圖中數據可以知道生成沉淀碳酸鈣的質量為10g，
設與氯化鈣反應消耗碳酸鈉的質量為z，生成氯化鈉的質量為w，氯化鈣的質量為n
CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
 111  106     100     117
 n    z       10g     w
$\frac{106}{z}$=$\frac{100}{10g}$=$\frac{117}{w}$=$\frac{111}{n}$
z=10.6g，w=11.7g，n=11.1g
原混合溶液中HCl與CaCl₂的質量比為7.3g：11.1g=73：111；
（2）鹽酸消耗碳酸鈉溶液的質量為：$\frac{10g}{10.6%}$=100g，氯化鈣消耗碳酸鈉溶液的質量為：$\frac{10g}{10.6%}$=100g，gu m的值為100g+100g=200g；
（3）根據發(fā)生的化學反應可以知道反應后得到的濾液為氯化鈉溶液，
濾液中溶質氯化鈉的質量為：11.7g+11.7g=23.4g，
所以反應后溶液的質量為：100g+100g+100g-4.4g-10g=285.6g
故反應后濾液中溶質的質量分數為：$\frac{23.4g}{285.6g}$×100%=8.2%；
答案：
（1）73：111；
（2）200g；
（3）反應后濾液中溶質的質量分數為8.2%．

點評 要想解答好這類題目，首先，要理解和熟記根據化學反應方程式的計算步驟和格式，以及與之相關的知識等．然后，根據所給的問題情景，結合所學的相關知識和技能，細致地分析題意并細心地探究、推理后，按照題目要求進行認真地解答即可．