Question

某兴趣小组的同学发现实验室中有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，他们十分好奇该瓶氢氧化钠是否变质,于是进行了如下实验操作。他们取一定量该氢氧化钠样品，向其中加入一定量水充分溶解得到50 g溶液,再向其中加入一定溶质质量分数的稀盐酸,测得产生气体的质量如下表所示。并对溶液的质量进行测定,绘制了如图所示的曲线。

加入稀盐酸的质量/g	5	10	15	20	25
产生二氧化碳的质量/g	0	0	0.22	0.44	0.44

试分析计算:

(1)曲线中m的值为______________________________；n的值为_________________________________。

(2)所用稀盐酸的溶质质量分数_____________。

(3)恰好完全反应时溶液中溶质的质量分数_____________。(计算结果精确到0.1% )

Answer

69.56 10 7.3% 3.4%

【解析】

根据题意，氢氧化钠固体变质是氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，向其中加入稀盐酸，氢氧化钠先与稀盐酸反应生成氯化钠和水，氢氧化钠反应完全后，碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，由表格中数据可知加入10g稀盐酸时，未产生气体，加入15g稀盐酸生成0.22g气体，加入20g稀盐酸生成0.44g气体，即每加入5g稀盐酸生成0.22g二氧化碳，加入10g稀盐酸时，氢氧化钠恰好完全反应，加入20g稀盐酸时，碳酸钠恰好完全反应，结合上述数据绘制成溶液的质量与加入稀盐酸质量的变化曲线图，图中的n、p对应的拐点分别为氢氧化钠恰好反应的点和碳酸钠恰好反应的点，则有：

(1)曲线中m对应的溶液质量=50g+20g-0.44g=69.56g，即m的值为69.56；n的值为10。

(2)设5g稀盐酸中氯化氢的质量为x，则有：

由解得x=0.365g

稀盐酸的溶质质量分数为

答：稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。

(3) 恰好完全反应时溶液的总质量为69.56g，溶液中溶质为氯化钠，氯化钠中的氯元素全部来自于稀盐酸中的氯化氢，参加反应的氯化氢的质量为，

设氯化钠的质量为y，由氯元素守恒有

解得y=2.34g

则溶液中溶质的质量分数为

答：恰好完全反应时溶液的质量分数为3.4%。