Question

【題目】用沉淀法測(cè)定NaHCO3和K2CO3混合物的組成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程是每次稱取一定質(zhì)量的樣品溶于水制成溶液，向其中滴加相同濃度的Ba(OH)2溶液，每次實(shí)驗(yàn)均充分反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)記錄見(jiàn)下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	稱取樣品的質(zhì)量/g	所加Ba(OH)2溶液的體積/mL	測(cè)得生成沉淀的質(zhì)量/g
1	5.28	500	9.85
2	10.56	500	19.70
3	15.84	500
4	21.12	500	39.40
5	26.40	500	49.25
6	31.68	500	49.25

回答下列問(wèn)題：

(1)寫出少量NaHCO3和過(guò)量Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式___________________。

(2)第3次實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量是_______________g。

(3)樣品中NaHCO3和K2CO3的物質(zhì)的量之比是_______________。

(4)原Ba(OH)2溶液的濃度為_______________mol·L-1。

(5)室溫下取第3組實(shí)驗(yàn)所得溶液中的OH－濃度為_______________。

Answer 1

【答案】HCO3-+OH-+Ba2+＝BaCO3↓+H2O 29.55 3：2 0.5 0.82mol/L

【解析】

（1）少量NaHCO3和過(guò)量Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成碳酸鋇、氫氧化鈉與水；

（2）第5次、第6次生成沉淀碳酸鋇的質(zhì)量都為49.25g，說(shuō)明樣品質(zhì)量為26.40g時(shí)，氫氧化鋇已經(jīng)完全反應(yīng)，第1次、第5次樣品的質(zhì)量分別為5.28g、26.40g，第1次、第5次生成沉淀碳酸鋇質(zhì)量分別為9.85g、49.25g，樣品的質(zhì)量之比等于生成的沉淀質(zhì)量之比為1：5，說(shuō)明第5次實(shí)驗(yàn)中樣品與氫氧化鋇恰好完全反應(yīng)，根據(jù)第1次與第3次樣品之比計(jì)算第3次生成沉淀的質(zhì)量；

（3）第3次實(shí)驗(yàn)中樣品完全反應(yīng)，令碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質(zhì)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(zhì)的量為（x+y）mol，根據(jù)樣品質(zhì)量與碳酸鋇沉淀質(zhì)量列方程計(jì)算；

（4）由（2）中分析可知，第5次樣品恰好完全反應(yīng)，根據(jù)n=m÷M計(jì)算碳酸鋇物質(zhì)的量，根據(jù)鋇離子守恒計(jì)算氫氧化鋇的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=n÷V計(jì)算其濃度；

（5）第3組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)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(jì)算溶液中鋇離子物質(zhì)的量，由鈉離子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO3），由鉀離子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K2CO3），根據(jù)溶液中氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的物質(zhì)的量計(jì)算氫氧根的濃度。

（1）少量NaHCO3和過(guò)量Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成碳酸鋇、氫氧化鈉與水，反應(yīng)的離子方程式為：HCO3-+OH-+Ba2+＝BaCO3↓+H2O；

（2）第5次、第6次生成沉淀碳酸鋇的質(zhì)量都為49.25g，說(shuō)明樣品質(zhì)量為26.40g時(shí)，氫氧化鋇已經(jīng)完全反應(yīng)，第1次、第5次樣品的質(zhì)量分別為5.28g、26.40g，第1次、第5次生成沉淀碳酸鋇質(zhì)量分別為9.85g、49.25g，樣品的質(zhì)量之比等于生成的沉淀質(zhì)量之比為1：5，說(shuō)明第5次實(shí)驗(yàn)中樣品與氫氧化鋇恰好完全反應(yīng)，則第3次實(shí)驗(yàn)中樣品完全反應(yīng)，令產(chǎn)生沉淀質(zhì)量為mg，則有15.84g：5.28g=mg：9.85g，解得m=29.55g；

（3）第3次實(shí)驗(yàn)中樣品完全反應(yīng)，令碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：84x+138y＝15.84、197x+197y＝29.55，解得x=0.09，y=0.06，故n（NaHCO3）：n（K2CO3）=0.09mol：0.06mol=3：2；

（4）由（2）中分析可知，第5次樣品恰好完全反應(yīng)，碳酸鋇物質(zhì)的量=49.25g÷197g/mol=0.25mol，根據(jù)鋇離子守恒，氫氧化鋇的物質(zhì)的量=0.25mol，故氫氧化鋇溶液濃度為0.25mol÷0.5L=0.5mol/L；

（5）由（2）中分析可知，第5次樣品恰好完全反應(yīng)，碳酸鋇物質(zhì)的量=49.25g÷197g/mol=0.25mol，根據(jù)鋇離子守恒，500mL氫氧化鋇溶液中氫氧化鋇的物質(zhì)的量=0.25mol，第3組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后溶液為氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的混合溶液，29.55g碳酸鋇的物質(zhì)的量為29.55g÷197g/mol=0.15mol，由鋇離子守恒可知，溶液中n[Ba（OH）2]=0.25mol-0.15mol=0.1mol；由鈉離子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO3）=0.09mol；由鉀離子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K2CO3）=2×0.06mol=0.12mol；所以溶液中n（OH-）=2n[Ba(OH)2]+n（NaOH）+n（KOH）=0.1mol×2+0.09mol+0.12mol=0.41mol，因此第3組實(shí)驗(yàn)所得溶液中的OH-濃度為0.41mol÷0.5L=0.82mol/L。