Question

（2007•天津）现有Na₂CO₃和Na₂SO₄的固体混合物共12g，将它放入98g20%的H₂SO₄溶液中，充分反应后溶液呈酸性；在此酸性溶液中再加入80g10%的NaOH溶液，恰好完全中和．计算恰好完全中和后，所得溶液中溶质的质量分数．（计算结果精确到0.1%）

Answer

碳酸钠与硫酸反应、氢氧化钠与硫酸反应都生成相同的溶质硫酸钠，加上原来混合物中的硫酸钠，共同成为反应后溶液中的溶质；因此，恰好完全中和后，所得溶液中溶质的质量分数=×100%；反应后溶液的质量可利用质量守恒定律解决，而硫酸钠的质量需要一系列计算：首先由氢氧化钠计算出生成的硫酸钠和消耗硫酸的质量，再加入硫酸的总量求出与碳酸钠反应的硫酸的质量，然后由硫酸的质量计算碳酸钠的质量生成的硫酸钠的质量，再用混合固体减去碳酸钠而求得固体中硫酸钠，最后把三处硫酸钠的质量加在一起，即反应后溶液中的硫酸钠的质量．
【解析】
所加入稀硫酸中H2SO4的质量：98g×20%=19.6g；加入的氢氧化钠溶液中NaOH的质量：80g×10%=8g
设与NaOH反应的H2SO4的质量为x，生成的Na2SO4的质量为y1
2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O
  80    98    142
  8g    x      y1
=  x=9.8g
=  y1=14.2g
与Na2CO3反应的H2SO4的质量：19.6g-9.8g=9.8g
设与H2SO4反应的Na2CO3的质量为m，生成的Na2SO4的质量为y2，生成的CO2的质量为z
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
  106   98     142      44
   m   9.8g     y2       z
=  m=10.6g
=  y2=14.2g
=   z=4.4g
反应后溶液中Na2SO4的质量分数：×100%=16.1%
答：恰好完全中和后，所得溶液中溶质的质量分数为16.1%．