Question

19．常溫下，Ba（OH）₂和NaOH混合溶液的pH=14，取該溶液100mL，持續(xù)通入CO₂，當(dāng)通入的CO₂體積為0.56L時(shí)生成沉淀最多，試通過計(jì)算回答（氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得，設(shè)溶液體積在反應(yīng)過程中不發(fā)生變化）：
（1）混合液中Ba（OH）₂和NaOH的物質(zhì)的量濃度各是多少？
（2）當(dāng)通入的CO₂總體積為2.24L時(shí)，溶液中各離子（除H⁺、OH^-外）的物質(zhì)的量濃度各是多少？

Answer 1

分析 （1）混合溶液的pH=14，則c（OH^-）=1mol/L，CO₂通入0.56L時(shí)沉淀量最大，氫氧化鋇恰好完全轉(zhuǎn)化為碳酸鋇，根據(jù)原子守恒則n[Ba（OH）₂]=n（BaCO₃）=n（CO₂），再根據(jù)溶液中n（OH^-）計(jì)算n（NaOH），根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算；
（2）100mL溶液中n（OH^-）=1mol/L×0.1L=0.1mol，二氧化碳物質(zhì)的量=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，n（OH^-）：n（CO₂）=1：1，故CO₂與OH^-恰好發(fā)生反應(yīng)OH^-+CO₂=HCO₃^-，最終恰好生成NaHCO₃、Ba（HCO₃）₂，溶液中鈉離子、鋇離子濃度不變，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算HCO₃^-的濃度．

解答 解：（1）混合溶液的pH=14，則c（OH^-）=1mol/L，溶液中n（OH^-）=1mol/L×0.1L=0.1mol，
CO₂通入0.56L時(shí)沉淀量最大，氫氧化鋇恰好完全轉(zhuǎn)化為碳酸鋇，根據(jù)原子守恒則n[Ba（OH）₂]=n（BaCO₃）=n（CO₂）=$\frac{0.56L}{22.4L/mol}$=0.025mol，故溶液中n（NaOH）=0.1mol-0.025mol×2=0.05mol，
故溶液中c[Ba（OH）₂]=$\frac{0.025mol}{0.1L}$=0.25mol/L，c（NaOH）=$\frac{0.05mol}{0.1L}$=0.5mol/L，
答：溶液中Ba（OH）₂的濃度為0.25mol/L，NaOH的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L．
（2）100mL溶液中n（OH^-）=1mol/L×0.1L=0.1mol，二氧化碳物質(zhì)的量=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，n（OH^-）：n（CO₂）=1：1，故CO₂與OH^-恰好發(fā)生反應(yīng)OH^-+CO₂=HCO₃^-，最終恰好生成NaHCO₃、Ba（HCO₃）₂，
溶液中n（HCO₃^-）=n（CO₂）=0.1mol，c（HCO₃^-）=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol/L；溶液中鈉離子、鋇離子濃度不變，故c（Ba²⁺）=c[Ba（OH）₂]=0.25mol/L；c（Na⁺）=c（NaOH）=0.5mol/L，答：溶液中HCO₃^-為1mol/L；Ba²⁺為0.25mol/L；Na⁺為0.5mol/L．

點(diǎn)評 本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，難度中等，題目過程復(fù)雜、涉及反應(yīng)較多，注意利用守恒思想進(jìn)行的解答，（2）為易錯(cuò)點(diǎn)、難點(diǎn)，利用方程式比較麻煩，首先考慮二氧化碳與氫氧根離子的反應(yīng)情況，再考慮碳酸根與鋇離子反應(yīng)情況．