Question

4．在一燒杯中盛有100g BaCl₂和HCl的混合溶液，向其中逐漸滴加溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的Na₂CO₃溶液，混合溶液的質(zhì)量與所滴入的Na₂CO₃溶液的質(zhì)量關(guān)系圖象如圖所示．
（1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以先后看到的明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是先有氣體放出，后有白色沉淀生成．
（2）求原溶液中BaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？．
（3）當(dāng)?shù)稳隢a₂CO₃溶液至圖中B點(diǎn)時(shí)，通過(guò)計(jì)算求所得不飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）向盛有BaCl₂和HCl的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液時(shí)，碳酸鈉先與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，當(dāng)鹽酸反應(yīng)完后，再與氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鋇沉淀；
（2）開始時(shí)是生成氣體的，由于加入的是碳酸鈉溶液，而生成的是二氧化碳?xì)怏w，兩者的質(zhì)量明顯是增加多，減少的少，所以曲線明顯上揚(yáng)．當(dāng)不再生成二氧化碳時(shí)，就生成碳酸鋇，由于碳酸鋇的質(zhì)量要多于碳酸鈉的，所以導(dǎo)致溶液的質(zhì)量增加減緩．從圖中曲線可看出，當(dāng)?shù)稳胩妓徕c106g時(shí)，鹽酸完全反應(yīng)，據(jù)此可根據(jù)滴入碳酸鈉質(zhì)量計(jì)算消耗HCl的質(zhì)量；
（3）從圖中曲線可看出，開始滴入106克的碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)，106克～212克之間滴入碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)；即與氯化鋇反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為212克-106克；
由化學(xué)方程式知，碳酸鈉和鹽酸、氯化鋇反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)均為氯化鈉，可根據(jù)化學(xué)方程式中參加反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量計(jì)算生成的氯化鈉質(zhì)量和碳酸鋇沉淀質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應(yīng)的物質(zhì)總質(zhì)量等于生成的物質(zhì)總質(zhì)量，最后所得不飽和溶液的質(zhì)量等于l00gBaCl₂和HCl的混合溶液，加上滴入的212gNa₂CO₃溶液，減去生成的氣體和沉淀的質(zhì)量，即可計(jì)算所得不飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，有氣體放出，與氯化鋇反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鋇，即有白色沉淀產(chǎn)生；
（2）設(shè)原溶液中BaCl₂的質(zhì)量為x，則
Na₂CO₃ ～BaCl₂
  106          208
106g×10%    x
$\frac{106}{106g×10%}=\frac{208}{x}$，
x=20.8g
原溶液中BaCl₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{20.8g}{100g}×100%$=20.8%；
（3）設(shè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生氯化鈉質(zhì)量為y，產(chǎn)生碳酸鋇質(zhì)量為z，則
本關(guān)系是指整個(gè)過(guò)程的，不考慮是碳酸鈉與鹽酸還是和氯化鋇反應(yīng)，最終對(duì)應(yīng)的鈉都在氯化鈉中．
Na₂CO₃ ～2NaCl
   106           117
212g×10%      y
$\frac{106}{212g×10%}=\frac{117}{y}$，
y=23.4g
后期的碳酸鈉中碳酸根轉(zhuǎn)化為碳酸鋇沉淀，所以對(duì)應(yīng)的碳酸鈉是106g溶液之后的部分．
            Na₂CO₃ ～BaCO₃
             106             197
（212g-106g）×10%    z

$\frac{106}{（212g-106g）×10%}=\frac{197}{z}$，
z=19.7g
所得NaCl溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{23.4g}{100g+212g-19.7g-4.4g}$×100%=8.1%
答：（1）先有氣體放出，后有白色沉淀生成；
（2）7.3%；
（3）所得不飽和溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是8.1%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查根據(jù)圖象的有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算，重在考查學(xué)生的識(shí)圖，碳酸鈉與兩種物質(zhì)都能發(fā)生反應(yīng)，而首先是與鹽酸反應(yīng)，其次與氯化鋇反應(yīng)．