现有一种碱性调味液,是碳酸钠和氯化钠组成的溶液。为了测定碱性调味液中碳酸钠的质量分数,某同学进行了如下实验:取三份碱性调味液各100g,分别缓慢加入到20g、40g和60g某浓度的稀硫酸中,测得三组实验数据见下表(气体的溶解忽略不计):
第Ⅰ组 | 第Ⅱ组 | 第Ⅲ组 | |
稀硫酸的质量/g | 20 | 40 | 60 |
生成气体的质量/s | 2.2 | 4.4 | 5.5 |
根据实验及有关数据进行计算:
(1)100g碱性调味液与稀硫酸完全反应生成气体的质量为 克。
(2)100g碱性调味液与该稀硫酸反应后溶液pH=7时,消耗稀硫酸的质量为 克。
(3)碱性调味液中碳酸钠的质量分数为多少?
(1)5.5g; (2)50g
(3)碱性调味液中碳酸钠的质量分数为13.25%
(1)比较第Ⅰ组和第Ⅱ组的数据可以知道,每20g稀硫酸反应后生成气体的质量为2.2g,那么第组提供了60g稀硫酸,只产生了5.5g气体,说明此时碳酸钠已反应完全,即100g碱性调味液只能产生5.5g气体;
(2)反应后溶液pH=7时说明它们正好完全反应,根据(1)可以知道每20g稀硫酸反应后生成气体的质量为2.2g,故可以求算出消耗稀硫酸的质量.
(3)根据生成的气体的质量结合化学方程式可以求算出碳酸钠的质量,进而求算出碳酸钠的质量分数;
解:(1)比较第Ⅰ组和第Ⅱ组的数据可以知道,每20g稀硫酸反应后生成气体的质量为2.2g,那么第组提供了60g稀硫酸,只产生了5.5g气体,说明此时碳酸钠已反应完全,即100g碱性调味液只能产生5.5g气体;
(2)设反应后溶液pH=7时需要稀硫酸的质量为y
2.2g/ 20g ="5.5g/" y解得:y=50g
(3)设碱性调味液中碳酸钠的质量为x
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+CO2↑+H2O
106 44
x 5.5g
106 x ="44" 5.5g
解得:x="13.25g"
碱性调味液中碳酸钠的质量分数为:13.25g 100g ×100%=13.25%