5. 新素养 科学思维(2025·江西·7分)实践小组为测定某品牌纯碱样品中${Na_{2}CO_{3}}$的质量分数,进行了如图实验(杂质不参与反应)。
(1) 实验室取用纯碱粉末需用到的仪器为
(2) 充分反应后生成气体的质量是
(3) 计算样品中${Na_{2}CO_{3}}$的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
(4) 由于二氧化碳能溶于水,该实验测得样品中${Na_{2}CO_{3}}$的质量分数会
(1) 实验室取用纯碱粉末需用到的仪器为
药匙
,加入稀盐酸观察到的现象是产生大量气泡
。(2) 充分反应后生成气体的质量是
2.2
g。(3) 计算样品中${Na_{2}CO_{3}}$的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
(4) 由于二氧化碳能溶于水,该实验测得样品中${Na_{2}CO_{3}}$的质量分数会
偏小
(填“偏大”“偏小”或“不变”)。答案：5. (1) 药匙 产生大量气泡 (2) 2.2
(3) 解:设纯碱样品中碳酸钠的质量为x。
$Na_{2}CO_{3}+2HCl = 2NaCl + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$
106 44
x 2.2 g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{2.2\mathrm{g}}$ x=5.3 g
纯碱样品中碳酸钠的质量分数为 $\frac{5.3\mathrm{g}}{6\mathrm{g}}× 100\%\approx 88.3\%$
答:纯碱样品中碳酸钠的质量分数为88.3%。
(4) 偏小
解析:(2) 根据质量守恒定律,充分反应后生成气体的质量为6 g+61.7 g-65.5 g=2.2 g。(4) 由于二氧化碳能溶于水,会导致测得的二氧化碳质量偏小(部分二氧化碳溶解在水中,未全部逸出)。根据化学方程式计算时,二氧化碳质量偏小,会使计算出的碳酸钠质量偏小,所以该实验测得样品中碳酸钠的质量分数会偏小。
(3) 解:设纯碱样品中碳酸钠的质量为x。
$Na_{2}CO_{3}+2HCl = 2NaCl + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$
106 44
x 2.2 g
$\frac{106}{44}=\frac{x}{2.2\mathrm{g}}$ x=5.3 g
纯碱样品中碳酸钠的质量分数为 $\frac{5.3\mathrm{g}}{6\mathrm{g}}× 100\%\approx 88.3\%$
答:纯碱样品中碳酸钠的质量分数为88.3%。
(4) 偏小
解析:(2) 根据质量守恒定律,充分反应后生成气体的质量为6 g+61.7 g-65.5 g=2.2 g。(4) 由于二氧化碳能溶于水,会导致测得的二氧化碳质量偏小(部分二氧化碳溶解在水中,未全部逸出)。根据化学方程式计算时,二氧化碳质量偏小,会使计算出的碳酸钠质量偏小,所以该实验测得样品中碳酸钠的质量分数会偏小。
6. (2025·天津·9分)现有一定质量的硫酸钠和硫酸铜的混合粉末,其中含钠元素2.3g。向该混合粉末中加入81.8g水,完全溶解后,逐滴滴入50g溶质质量分数为8%的氢氧化钠溶液,恰好完全反应,得到沉淀和溶液。计算(写出计算过程)。
(1) 混合粉末中硫酸铜的质量。
(2) 反应后所得溶液中溶质的质量分数。
(3) 若用20%的氢氧化钠溶液(密度为1.2g/cm³)配制上述50g质量分数为8%的氢氧化钠溶液,需要20%的氢氧化钠溶液多少毫升(1cm³=1mL;结果保留一位小数)?
(1) 混合粉末中硫酸铜的质量。
(2) 反应后所得溶液中溶质的质量分数。
(3) 若用20%的氢氧化钠溶液(密度为1.2g/cm³)配制上述50g质量分数为8%的氢氧化钠溶液,需要20%的氢氧化钠溶液多少毫升(1cm³=1mL;结果保留一位小数)?
答案：6. 解:(1) 参加反应的氢氧化钠的质量为50 g×8%=4 g,设混合粉末中硫酸铜的质量为x。
$CuSO_{4}+2NaOH = Cu(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}$
160 80
x 4 g
$\frac{160}{80}=\frac{x}{4\mathrm{g}}$ x=8 g
(2) 设生成氢氧化铜的质量为y,生成硫酸钠的质量为z,原混合粉末中硫酸钠的质量为m。
$CuSO_{4}+2NaOH = Cu(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}$
80 98 142
4 g y z
$\frac{80}{98}=\frac{4\mathrm{g}}{y}$ y=4.9 g
$\frac{80}{142}=\frac{4\mathrm{g}}{z}$ z=7.1 g
$Na_{2}SO_{4}∼ 2Na$
142 46
m 2.3 g
$\frac{142}{46}=\frac{m}{2.3\mathrm{g}}$ m=7.1 g
所得溶液中溶质的质量为7.1 g+7.1 g=14.2 g,所得溶液的质量为81.8 g+50 g+7.1 g+8 g-4.9 g=142 g,所得溶液中溶质的质量分数为 $\frac{14.2\mathrm{g}}{142\mathrm{g}}× 100\% = 10\%$
(3) 需要20%的氢氧化钠溶液的体积为(4 g÷20%)÷1.2 g/cm³≈16.7 cm³=16.7 mL
答:(1) 混合粉末中硫酸铜的质量为8 g。
(2) 反应后所得溶液中溶质的质量分数为10%。
(3) 需要20%的氢氧化钠溶液16.7 mL。
$CuSO_{4}+2NaOH = Cu(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}$
160 80
x 4 g
$\frac{160}{80}=\frac{x}{4\mathrm{g}}$ x=8 g
(2) 设生成氢氧化铜的质量为y,生成硫酸钠的质量为z,原混合粉末中硫酸钠的质量为m。
$CuSO_{4}+2NaOH = Cu(OH)_{2}\downarrow + Na_{2}SO_{4}$
80 98 142
4 g y z
$\frac{80}{98}=\frac{4\mathrm{g}}{y}$ y=4.9 g
$\frac{80}{142}=\frac{4\mathrm{g}}{z}$ z=7.1 g
$Na_{2}SO_{4}∼ 2Na$
142 46
m 2.3 g
$\frac{142}{46}=\frac{m}{2.3\mathrm{g}}$ m=7.1 g
所得溶液中溶质的质量为7.1 g+7.1 g=14.2 g,所得溶液的质量为81.8 g+50 g+7.1 g+8 g-4.9 g=142 g,所得溶液中溶质的质量分数为 $\frac{14.2\mathrm{g}}{142\mathrm{g}}× 100\% = 10\%$
(3) 需要20%的氢氧化钠溶液的体积为(4 g÷20%)÷1.2 g/cm³≈16.7 cm³=16.7 mL
答:(1) 混合粉末中硫酸铜的质量为8 g。
(2) 反应后所得溶液中溶质的质量分数为10%。
(3) 需要20%的氢氧化钠溶液16.7 mL。