Question

11．取50mL的Na₂CO₃和Na₂SO₄混合溶液，加入適量Ba（OH）₂溶液50mL后，恰好完全反應(yīng)，過濾、干燥后得到14.51g白色沉淀和濾液，再用足量的稀硝酸處理沉淀，最后減少到4.66g，并有氣體放出．計(jì)算（除第一問外均要寫出計(jì)算過程，沒有過程不得分）
（1）14.51g白色沉淀是什么？并寫出生成沉淀的離子方程式．
（2）原混合液中Na₂SO₄的物質(zhì)的量濃度．
（3）產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積．
（4）過濾出14.51g沉淀后，計(jì)算所得濾液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度（設(shè)反應(yīng)前后溶液密度均為1g•cm^-3，溶液混合時(shí)忽略體積變化）．

Answer 1

分析 過濾、干燥后得到14.51g白色沉淀為硫酸鋇、碳酸鋇的質(zhì)量，用足量的稀硝酸處理沉淀后，沉淀最后減少到4.66g，故硫酸鋇為4.66g，碳酸鋇質(zhì)量為：14.51g-4.66g=9.85g，
（1）根據(jù)分析可知14.51g白色沉淀的組成；然后分別寫出生成沉淀的離子方程式；
（2）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算硫酸鋇的物質(zhì)的量，根據(jù)硫酸根守恒有n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算原混合液中Na₂SO₄的物質(zhì)的量濃度；
（3）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算碳酸鋇的物質(zhì)的量，生成的氣體為二氧化碳，根據(jù)碳元素守恒有n（CO₂）=n（BaCO₃），再根據(jù)V=nVm計(jì)算二氧化碳的體積；
（4）過濾出14.51g沉淀后，溶液中溶質(zhì)為NaOH，根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+2n（Na₂CO₃），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算原混合液中NaOH的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：（1）過濾、干燥后得到14.51g白色沉淀為硫酸鋇、碳酸鋇的質(zhì)量，用足量的稀硝酸處理沉淀后，沉淀最后減少到4.66g，則硫酸鋇為4.66g，碳酸鋇質(zhì)量為：14.51g-4.66g=9.85g，生成碳酸鋇、硫酸鋇沉淀的反應(yīng)分別為：Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄，
答：14.51g白色沉淀是硫酸鋇、碳酸鋇；生成沉淀的離子方程式為Ba²⁺+CO₃^2-=BaCO₃、Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄；
（2）根據(jù)硫酸根離子守恒可得：n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，原混合液中Na₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L，
答：原混合液中Na₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為0.4mol/L；
（3）根據(jù)C元素守恒可知：n（CO₂）=n（BaCO₃）=$\frac{9.85g}{197g/mol}$=0.05mol，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成二氧化碳的體積為：V（CO₂）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
答：產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.12L；
（4）過濾出14.51g沉淀后，溶液中溶質(zhì)為NaOH，根據(jù)鈉離子守恒可知：n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）+2n（Na₂CO₃）=2×0.05mol+2×0.02mol=0.14mol，混合后溶液的體積為0.1L，所得濾液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{0.14mol}{0.1L}$=1.4mol/L，
答：得濾液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1.4mol/L．

點(diǎn)評 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，清楚發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解題關(guān)鍵，注意利用守恒法計(jì)算，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．