Question

（一）某工廠以流量為Q₁排出含硫酸a%的工業(yè)廢水，現(xiàn)在往該廢水中注入含氫氧化鈉b%的工業(yè)廢水將其酸性中和后再排出．要使處理后的廢水pH約為7，求氫氧化鈉溶液的流量Q₂（結(jié)果用分式表示）．（已知：Q₁、Q₂代表單位時間流經(jīng)溶液的體積，且含酸廢水的密度和含堿廢水的密度均為ρ）
（備用）（必要時用于提高難度））
（二）東方中學(xué)課外活動小組在測定由氯化鈉和硫酸鈉形成混合物的組成時，進行了以下實驗：取20g混合物全部溶于水，將得到的溶液等分為4份，然后分別加入一定量未知質(zhì)量分數(shù)的氯化鋇溶液，實驗數(shù)據(jù)見下表：

	第一份	第二份	第三份	第四份
加入氯化鋇溶液質(zhì)量（g）	15	20	25	30
反應(yīng)得到沉淀的質(zhì)量（g）	1.40	1.86	2.33	2.33

若有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)為：Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl，請計算：
（1）未知氯化鋇溶液的質(zhì)量分數(shù)為多少．
（2）原混合物中硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是多少．（精確到0.01）

Answer 1

【答案】分析：要使處理后的廢水pH約為7，即氫氧化鈉與硫酸恰好完全反應(yīng)；一段時間內(nèi)排出廢水的質(zhì)量=ρ?v=ρQt；
根據(jù)加入20g氯化鋇溶液生成1.86g沉淀，沉淀質(zhì)量大于加入15g氯化鋇溶液時所產(chǎn)生沉淀質(zhì)量，據(jù)此可判斷加入15g氯化鋇溶液時，混合溶液中的硫酸鈉未完全反應(yīng)，則向混合溶液中加入氯化鋇溶液完全反應(yīng)可生成硫酸鋇沉淀質(zhì)量比=15g：1.40g；按此質(zhì)量關(guān)系，若分別加入25g、30g氯化鋇溶液完全反應(yīng)，應(yīng)得到硫酸鋇沉淀為×1.40g≈2.33g、×1.40g=2.80g，而根據(jù)實際實驗中所得硫酸鋇質(zhì)量可知，當加入25g氯化鋇溶液時，混合物中硫酸鈉恰好完全反應(yīng)．
解答：解：設(shè)時間為t．
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
80      98
Q₂tρ b%  Q₁tρa%
80：98=Q₂tρ b%：Q₁tρa%，
Q₂=Q₁．
答：氫氧化鈉溶液的流量為Q₁．
設(shè)25g氯化鋇溶液中氯化鋇質(zhì)量為x，5g混合物中硫酸鈉質(zhì)量為y
Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl
142    208   233
y      x   2.33g
142：233=y：2.33g 解之得 y=1.42g
208：233=x：2.33g 解之得 x=2.08g
未知氯化鋇溶液的質(zhì)量分數(shù)=×100%=8.32%
原混合物中硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)是×100%=28.4%
答：（1）未知氯化鋇溶液的質(zhì)量分數(shù)為8.32%；
（2）原混合物中硫酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為28.2%．
點評：根據(jù)氯化鋇完全反應(yīng)時計算所加氯化鋇溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)，因此在計算氯化鋇溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)時，不能選擇未完全反應(yīng)的第四次實驗中的數(shù)據(jù)進行計算．