Question

向盛有22.3 g Na₂CO₃和NaCl固体混合物的烧杯中加入216.1 g稀盐酸恰好反应，反应过程用精密仪器测得烧杯连同药品的质量（m）与反应时间（t）的关系如下图所示：烧杯连同药品的起始质量为300 g．回答下列问题：
（1）当固体混合物与稀盐酸恰好完全反应时，所需时间约为______S．
（2）完全反应后，产生二氧化碳气体质量______g．
（3）反应后，得到室温下的不饱和溶液．所得溶液中溶质的质量分数为多少？

Answer

（1）欲知当固体混合物与稀盐酸恰好完全反应时，所需时间，必须认识到，恰好反应后各物质的质量不再变化，再通过分析曲线图可知；
（2）曲线图所示的反应物质质量的减少，正是反应生成的气体挥发的结果；
（3）根据反应的化学方程式，得出各物质之间的比值关系，再由溶质的质量分数=×100%，先计算出所需数据，再进行计算．
【解析】
（1）由反应曲线图可知，从20分钟时开始，曲线呈平直状态，说明反应已完全，故当固体混合物与稀盐酸恰好完全反应时，所需时间约为 20S；（1分）
（2）由图示可知，完全反应后，纵坐标表示的药品质量为295.6，而未反应前是300，减少的部分正是反应过程中生成的二氧化碳气体的质量，故完全反应后，产生二氧化碳气体质量为300g-295.6g=4.4g；（1分）
（3）【解析】
设参加反应的碳酸钠的质量为x，反应生成的氯化钠的质量为y
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106          117      44
x             y       4.4g
∴=，=（1分）
解之得：x=10.6g，y=11.7g；（1分）
又因为烧杯中不饱和溶液中溶液总质量为：
22.3 g Na2CO3和NaCl固体混合物的质量+216.1 g稀盐酸的质量-反应生成的二氧化碳的质量．
∴22.3g+216.1g-4.4g=234g；（1分）
溶液溶质（NaCl）的质量为11.7g+（22.3g-10.6g）=23.4g
所得不饱和溶液的溶质质量分数：×100%=10%．（1分）
答：所得溶液中溶质的质量分数为10%．