Question

對實驗室制取C0₂反應后濾液的相關探究：
（1）塊狀石灰石和適量稀鹽酸反應至氣泡逸出不明顯后，過濾，測得濾液的pH=2．則濾液呈

 

性，濾液中所含的主要離子有

 

．
（2）因后續(xù)實驗需要，現要配制質量分數為26.5%的碳酸鈉溶液200g．
①計算：需要碳酸鈉固體的質量為

 

g；水的體積為

 

mL（水的密度近似看作1g/cm³）
②稱量：調節(jié)托盤天平平衡后，將碳酸鈉放在托盤天平的左盤，稱量其質量．然后在右盤添加燒杯，最后加碳酸鈉固體，直至天平平衡．
③溶解：用量筒量取所需的水，倒入裝有碳酸鈉固體的燒杯里，用玻璃棒攪拌，使其溶解，并冷卻至室溫．
④存儲：把配好的溶液裝入試劑瓶，塞好橡皮塞并貼好標簽，放到指定的地方．
（3）取50g濾液，逐滴滴入上述配制的碳酸鈉溶液，根據實驗測得的數據繪制出如圖（縱坐標m是實驗得到的沉淀或氣體的質量，橫坐標表示的是碳酸鈉溶液質量）．請計算b點時溶液的溶質質量分數．（保留一位小數）

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,一定溶質質量分數的溶液的配制,二氧化碳的實驗室制法,有關溶質質量分數的簡單計算,溶液的酸堿性與pH值的關系,根據化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：（1）實驗室中用石灰石和稀鹽酸反應來制取二氧化碳，該反應生成了氯化鈣、水和二氧化碳；根據溶液的pH值和溶液的酸堿性的關系可以知道，pH=2的溶液為酸性溶液，可以據此解答該題；
（2）①計算時根據溶質質量分數的計算公式計算溶質和溶劑的質量；
②用天平稱量物質時，應該將物品放在左盤，砝碼放在右盤，可以據此解答；
③溶解時為了加速溶解，通常用玻璃棒攪拌來加速溶解；
④為了方便識別試劑，應該將試劑瓶貼上標簽，可以據此解答；
（3）鹽酸和碳酸鈉反應生成氣體，而沉淀為碳酸鈉和氯化鈣的反應生成的，但是碳酸鈣可以溶于鹽酸中，所以必須把鹽酸消耗完全才能生成碳酸鈣沉淀，結合圖中數據可以知道當滴入10g碳酸鈉溶液時鹽酸被消耗完畢，即開始產生了沉淀，最后生成沉淀的質量為5g，可以據此結合化學方程式求算出氯化鈣的質量．進而完成解答即可．

解答：解：
（1）實驗室中用石灰石和稀鹽酸反應來制取二氧化碳，該反應生成了氯化鈣、水和二氧化碳，其中氯化鈣在溶液中以鈣離子和氯離子的形式存在，而水以水分子的形式存在，二氧化碳逸出；根據溶液的pH值和溶液的酸堿性的關系可以知道，pH=2的溶液為酸性溶液；
（2）①現要配制質量分數為26.5%的碳酸鈉溶液200g，需要碳酸鈉固體的質量為：200g×26.5%=53g；水的質量為：200g-53g=147g，即為147mL；
②用天平稱量物質時，對于有腐蝕性的固體應該在燒杯中稱量，應該將燒杯放在左盤，然后將砝碼放在右盤，調節(jié)游碼，向左盤加入藥品直至天平平衡；
③溶解時為了加速溶解，通常用玻璃棒攪拌來加速溶解；
④為了方便識別試劑，應該將試劑瓶貼上標簽；
（3）鹽酸和碳酸鈉反應生成氣體，而沉淀為碳酸鈉和氯化鈣的反應生成的，但是碳酸鈣可以溶于鹽酸中，所以必須把鹽酸消耗完全才能生成碳酸鈣沉淀，結合圖中數據可以知道當滴入10g碳酸鈉溶液時鹽酸被消耗完畢，即開始產生了沉淀，最后生成沉淀的質量為10g；
則：設生成4.4gCO₂需要Na₂CO₃的質量為a，同時生成NaCl的質量為x．
Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑
106    117           44
a       x            4.4g
則

106

a

=

117

x

=

44

4.4g

，解得x=11.7g，a=10.6g
設生成10gCaCO₃需要Na₂CO₃的質量為b，同時生成NaCl的質量為y．
Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
106          100     117
b             10g      y
則

106

b

=

100

10g

=

117

y

，解得y=11.7g； b=10.6g
b點時消耗Na₂CO₃溶液的質量=（10.6g+10.6g）÷26.5%=80g，
則b點時溶液的溶質質量分數=

11.7+11.7

50g+80g-4.4g-10g

×100%=20.2%
答：b點時溶液的溶質質量分數為20.2%．
故答案為：
（1）酸性、Ca²⁺ Cl^- H⁺；（2）①53、147；（3）20.2%

點評：解答這類題目時，首先，賞析問題情景，找到實驗探究的反應原理，以及計算所要用到的數據；再根據實驗的反應原理，利用所稱取的樣品進行實驗探究，分析推斷出該物質的組成成分；然后，根據化學方程式計算出該樣品中某一成分的質量；然后，將所求的該成分的質量除以所取樣品的質量，再乘以100%，得出所要探究的物質中該成分的含量；進而推算出其它成分的含量．