Question

有硫酸和鹽酸的混合液20g，往其中逐滴加入17.1%的氫氧化鋇溶液時生成的硫酸鋇質量和所得溶液的pH變化如圖所示：
（1）求起始混合液中硫酸的質量分數；
（2）求起始混合液中鹽酸的質量分數；
（3）當某溫度下所得溶液的pH=7時，從該溶液中蒸發(fā)掉43.02g水，過濾、烘干可得4.98g的固體，求此時溶液中的溶質在該溫度下的溶解度．

Answer 1

考點：根據化學反應方程式的計算,固體溶解度的概念,有關溶質質量分數的簡單計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）根據硫酸與氫氧化鋇的反應，由關系圖中生成硫酸鋇達最大值時消耗氫氧化鋇溶液的質量可計算出混合溶液中硫酸的質量，即可求出混合溶液中硫酸的質量分數；
（2）由關系圖可知，恰好完全反應時共消耗氫氧化鋇溶液60g，其中20g與硫酸反應，則有40g氫氧化鋇與鹽酸發(fā)生反應；
（3）pH=7時，即酸與氫氧化鋇恰好完全反應，氫氧化鋇一部分與硫酸反應一部分與鹽酸反應，與硫酸反應生成了硫酸鋇沉淀，因此，反應后所得溶液為氫氧化鋇與鹽酸反應生成的氯化鋇溶液．根據與鹽酸反應的氫氧化鋇的質量可計算生成的氯化鋇，從而求出此時溶液中的溶質在該溫度下的溶解度．

解答：解：
（1）消耗20g氫氧化鋇溶液時，參加反應硫酸的質量為x，生成硫酸鋇的質量為y
H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O
98     171     233
x  20g×17.1%   y

98

x

=

171

20g×17.1%

 解之得 x=1.96g

171

20g×17.1%

=

233

y

 解之得 y=4.66g
最初混合液中硫酸的溶質質量分數=

1.96g

20g

×100%=9.8%
由關系圖可知，恰好完全反應時共消耗氫氧化鋇溶液60g，其中20g與硫酸反應，則有40g氫氧化鋇與鹽酸發(fā)生反應；
設反應生成氯化鋇的質量為x，參加反應氯化氫的質量為z
Ba（OH）₂+2HCl=BaCl₂+2H₂O
171         73    208
40g×17.1%    z   y

171

40g×17.1%

=

208

y

y=8.32g

171

17.1%×40g

=

73

z

z=2.92g
（2）起始混合液中鹽酸的質量分數

2.92g

20g

×100%=14.6%
（3）從該溶液中蒸發(fā)掉43.02g水，過濾、烘干可得4.98g的固體，因為4.98g＞4.66g，故其中也有氯化鋇固體析出，留下的溶液為氯化鋇的飽和溶液，析出氯化鋇的質量為4.98g-4.66g=0.32g
飽和氯化鋇溶液中有氯化鋇的質量為8.32g-0.32g=8g，飽和溶液的質量：（20g+60g）-（43.02g+4.98g）=32g
此時溶液中的溶質在該溫度下的溶解度

8g

32g-8g

×100g=33.3g
答案：
（1）起始混合液中硫酸的質量分數9.8%
（2）起始混合液中鹽酸的質量分數14.6%
（3）此時溶液中的溶質在該溫度下的溶解度33.3g

點評：此題是一道綜合計算題，解題的關鍵是對反應中各物之間的反應要有明確的認識，另外還要結合相關的現象及數據進行分析整理，是一道訓練學生良好的思維的好題．