Question

12．為了測定K₂CO₃和NaHCO₃混合物的組成，某學生每次稱取一定質量的混合物溶于水配成溶液，向其中加入相同濃度的Ba（OH）₂溶液，每次實驗均充分反應，實驗結果記錄如表：

實驗次數(shù)	混合物的質量/g	所加Ba（OH）2溶液的體積/L	測得沉淀的質量/g
1	1.716	0.5	2.758
2	3.432	0.5
3	5.148	0.5	8.274
4	6.864	0.5	11.032
5	8.580	0.5	11.032
6	10.296	0.5	11.032

請回答下列問題：
（1）第二次實驗中產(chǎn)生沉淀的質量是5.516g；
（2）求所用Ba（OH）₂的溶液的物質的量濃度0.112 g•mol^-1；
（3）求混合物中K₂CO₃和NaHCO₃的物質的量之比5：2；
（4）在25℃時，取下第3組實驗所得溶液體積的$\frac{1}{10}$，加水配成1000mL溶液，求此溶液pH=12．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)第1次與第2次樣品之比等于沉淀質量之比，據(jù)此計算第2次生成沉淀的質量；
（2）實驗中每次滴加相同濃度的Ba（OH）₂溶液500mL，第4次、第5次、第6次生成沉淀碳酸鋇質量都為11.032g，說明樣品質量為6.864g時，氫氧化鋇已經(jīng)完全反應，碳酸鋇的物質的量為$\frac{11.032g}{197g/mol}$=0.056mol，根據(jù)鋇離子守恒可知氫氧化鋇的物質的量為0.056mol，據(jù)此計算；
（3）第3次實驗中樣品完全反應，令碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)碳元素守恒可知沉淀碳酸鋇的物質的量為（x+y）mol，根據(jù)樣品質量與碳酸鋇沉淀質量列方程計算；
（4）第3組實驗，反應后溶液為氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的混合溶液，由鋇離子守恒計算n[Ba（OH）₂]，根據(jù)鈉離子、鉀離子守恒計算n（NaOH）、n（KOH），進而計算溶液的$\frac{1}{10}$中含有n（OH^-），再根據(jù)c=$\frac{n}{v}$計算，故c（H⁺）=$\frac{kw}{c（O{H}^{-}）}$，并據(jù)pH=-lgc（H⁺）進行計算．

解答 解：（1）第2次實驗中樣品完全反應，設產(chǎn)生沉淀質量為mg，則1.716g：3.432g=2.758：mg，解得m=5.516，
故答案為：5.516；
（2）實驗中每次滴加相同濃度的Ba（OH）₂溶液500mL，第3次、第4次生成沉淀碳酸鋇質量都為5.516g，說明樣品質量為3.342g時，氫氧化鋇已經(jīng)完全反應，碳酸鋇的物質的量為$\frac{11.032g}{197g/mol}$=0.056mol，根據(jù)鋇離子守恒可知氫氧化鋇的物質的量為0.056mol，所以Ba（OH）₂溶液中溶質的物質的量濃度是$\frac{0.056mol}{0.5L}$=0.112mol/L，
故答案為：0.112；
（3）第3次實驗中樣品完全反應，設碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)碳元素守恒可知沉淀碳酸鋇的物質的量為：（x+y）mol，則：84x+138y=5.148g、197x+197y=8.274，
解得：x=0.012，y=0.03，
故樣品中K₂CO₃和NaHCO₃的物質的量之比為0.03mol：0.012mol=5：2，
故答案為：5：2；
（4）第3組實驗，反應后溶液為氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的混合溶液，由鋇離子守恒：n[Ba（OH）₂]=0.056mol-$\frac{8.274g}{197g/mol}$=0.014mol，根據(jù)鈉離子守恒：n（NaOH）=n（NaHCO₃）=0.012mol，根據(jù)鉀離子守恒：n（KOH）=2n（K₂CO₃）=0.03mol×2=0.06mol，所以溶液中n_總（OH^-）=2n[Ba（OH）₂]+n（NaOH）+n（KOH）=0.014mol×2+0.012mol+0.06mol=0.1mol，取所得溶液體積的$\frac{1}{10}$，含有的氫氧根的物質的量為0.01mol，加水配成1000mL溶液，c（OH^-）=$\frac{0.01mol}{1L}$=0.01mol/L，故c（H⁺）=$\frac{kw}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{0.01}$=10^-12，pH=-lgc（H⁺）=-lg10^-12=12，
故答案為：12．

點評 本題考查混合物的計算、實驗數(shù)據(jù)分析處理等，綜合性較大，根據(jù)質量定比關系判斷過量問題是解題關鍵，旨在考查學生的綜合能力，是一道不錯的能力考查題，題目難度較大．