Question

4．取10gBaCl₂和HCl的溶液，向其中逐滴加入溶質質量分數(shù)為53%的碳酸鈉溶液，測得溶液pH與加入的碳酸鈉溶液的質量關系如圖所示
（1）通過如圖可知，當碳酸鈉溶液質量加到2g時，溶液中鹽酸恰好處理完；
（2）請計算原燒杯溶液中氯化鋇的質量分數(shù)（要有必要的解題過程，下同）
（3）求恰好完全反應后所得溶液的溶質質量分數(shù)（計算結果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）由圖可知，當碳酸鈉溶液質量加到 2g時，溶液中鹽酸恰好處理完，溶液呈中性．
（2）據(jù)化學方程式進行相關計算；
（3）恰好完全反應后所得溶液為氯化鈉溶液，根據(jù)碳酸鈉與氯化鈉的關系，求出生成氯化鈉的質量，進而求出所得溶液的溶質質量分數(shù)．

解答 解：
（1）由圖可知，當碳酸鈉溶液質量加到2g時，溶液中鹽酸恰好處理完，溶液呈中性．
（2）設原燒杯溶液中BaCl₂的質量為x，生成沉淀的質量為y
消耗碳酸鈉溶液質量=（6g-2g）×53%=2.12g
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl                                                     
208   106      197
x     2.12g     y
$\frac{208}{x}=\frac{106}{2.12g}$，$\frac{106}{2.12g}$=$\frac{197}{y}$
x=4.16g           y=3.94g
原燒杯溶液中氯化鋇的質量分數(shù)=$\frac{4.16g}{10g}$×100%=41.6%
（3）生成二氧化碳的質量為r
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
106                   44
2g×53%               r
$\frac{106}{2×53%}=\frac{44}{r}$，r=0.44g
設恰好完全反應后生成氯化鈉的質量為z，
由BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl和
    Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
    可知關系：Na₂CO₃～2NaCl   
               106       117
               6g×53%    z
$\frac{106}{6g×53%}$=$\frac{117}{z}$，z=3.51g
∴恰好完全反應后所得溶液的溶質質量分數(shù)：$\frac{3.51g}{10g+6g-3.94g-0.44g}$×100%=30.2%
答案：
（1）2
（2）原燒杯溶液中氯化鋇的質量分數(shù)為41.6%
（3）恰好完全反應后所得溶液的溶質質量分數(shù)為30.2%

點評 本題考查了酸堿中和反應以及實驗設計的能力．設計實驗時，可以從反應后的產(chǎn)物和其有關的性質著手．