Question

现有HCl与CaCl₂的混合溶液，为了分析混合溶液中HCl和CaCl₂的质量分数，设计了如下实验方案：

[实验数据]实验共记录了两组数据：第①组，气体吸收完全后，NaOH溶液质量增加4.4g；第②组，沉淀完全后，经过滤、洗涤、烘干后得到固体的质量为10g．
根据实验设计及有关数据进行分析与计算：
（1）混合溶液中HCl的质量分数为______．（只写结果）
（2）实验中混合溶液与Na₂CO₃溶液恰好完全反应，经过滤后所得“滤液”中溶质的质量分数为______．（不考虑过滤中的损失．只写结果，保留小数点后一位）
（3）若在100g混合溶液中不断加入10.6% 的Na₂CO₃的溶液，请你画出加入Na₂CO₃溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图．（在答题卡的坐标图中作图）
（4）混合溶液中CaCl₂的质量分数为多少？（写出计算过程）

Answer

（1）根据2HCl+Na2CO3=NaCl+H2O+CO2↑和气体吸收完全后，NaOH溶液质量增加4.4g，生成的二氧化碳的质量为4.4g，求出HCl的质量，再根据溶质质量分数的公式求出．
（2）根据2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑，求出NaCl的质量；然后根据质量守恒定律求出所得溶液的质量，根据溶质质量分数公式求出溶质质量分数．
【解析】
（1）设稀盐酸中溶质氯化氢的质量为x，生成的氯化钠的质量为y，所需碳酸钠的质量为z．
   2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
    73   106    117     44
    x     z      y      4.4g
   =      x=7.3g
   =      y=11.7g
稀盐酸中溶质质量分数为：×100%=7.3%
=   z=10.6g
所加碳酸钠溶液的质量为10.6g÷10.6%=100g
（2）设混合溶液中CaCl2的质量为x，生成氯化钠的质量为y，和氯化钙反应的碳酸钠的质量为a．

CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
111   106    100     117
x     a      10g      y
    x=11.1g
=   y=11.7g
=
a=10.6g
所以和氯化钙反应的碳酸钠溶液的质量=100g
所得滤液中氯化钠的质量为11.7g+11.7g=23.4g，滤液的质量为100g+200g-4.4g-10g=285.6g
所得滤液中溶质的质量分数为×100%=8.2%

（3）碳酸钠先和稀盐酸反应不产生沉淀，稀盐酸反应完后碳酸钠再和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，稀盐酸消耗碳酸钠溶液的质量为100g，和氯化钙反应的碳酸钠溶液的质量为100g，再加碳酸钠氯化钙已被消耗不会再产生沉淀．故作图见右图曲线（共1分）
（4）【解析】
设混合溶液中CaCl2的质量为x．

CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
111            100
x              10g

x=11.1g
混合溶液中CaCl2的质量分数=（11.1g÷100g）×100%=11.1%
答：混合溶液中CaCl2的质量分数为11.1%．