Question

(3分)将碳酸钠和硫酸钠的固体混合物6g，放入烧杯中，再加入一定量的稀硫酸，在一定时间内恰好完全反应，无固体剩余，所得溶液溶质质量分数为19.5%，反应的时间(t)和烧杯及其所盛物质总质量(m)的关系如右图所示：

(1)生成气体的质量为         。

（2）求所加稀硫酸的溶质质质量分数。

Answer

（1）2.2 g (1分)  （2）13.5 %

【解析】

试题分析：（1）向碳酸钠和硫酸钠的混合物中加入稀硫酸，碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，由于反应放出气体二氧化碳而使烧杯内所盛物质的总质量减小，且质量减小的值即反应放出的二氧化碳的质量；故根据烧杯中所盛物质的质量曲线可知，反应放出二氧化碳的质量=62.2g-60.0g=2.2g。

（2）要计算所加稀硫酸的溶质质量分数，需要知道所加稀硫酸的质量和稀硫酸中硫酸的质量；参加反应的硫酸的质量可由反应放出二氧化碳气体的质量求得；而要求得所加稀硫酸的质量，可根据质量守恒定律求得，即所加稀硫酸的质量=反应后所得溶液质量+放出气体二氧化碳的质量-固体混合物的质量。

【解析】
设原混合物中碳酸钠的质量为x，参加反应的硫酸的质量为y，生成的硫酸钠的质量为z。

Na2CO3  +  H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑+ H2O

106       98     142     44

x         y       z      2.2 g

解之得 x=5.3g

解之得y=4.9g

解之得z=7.1g

根据题意可知，反应后所得溶液的溶质为硫酸钠，且溶质质量分数为19.5%

设所加稀硫酸的质量为m，则有

 ×100% = 19.5 %解之得m=36.2 g

则所加稀硫酸的溶质质量分数为：×100% = 13.5 %

答：所加稀硫酸的溶质质量分数为13.5%。

考点：根据化学反应方程式的计算，有关溶质质量分数的简单计算，酸的化学性质，质量守恒定律及其应用