Question

称取NaCl和BaCl₂的固体混合物32.5g，加入100g蒸馏水，完全溶解后向该混合溶液中逐滴加入质量分数为10%的Na₂SO₄溶液，反应生成BaSO₄沉淀的质量与所加入的Na₂SO₄溶液的质量关系如下图所示。试回答下列问题：

（1）完全反应后生成BaSO₄沉淀     g。
（2）恰好完全反应时消耗Na₂SO₄溶液的质量是      g。
（3）恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数是多少？（精确到0.1%）       

Answer 1

23.3        142 ?9.3%

试题分析：（1）NaCl和BaCl₂的混合溶液中，加入Na₂SO₄溶液，BaCl₂和Na₂SO₄反应，生成硫酸钡沉淀和氯化钠；结合图像可知，生成23.3g沉淀后，质量不再增加，说明BaCl₂已完全反应，故完全反应后生成BaSO₄沉淀的质量为23.3g。
（2）根据题意，写出氯化钡与硫酸钠反应的化学方程式，根据沉淀的质量求出参加反应的硫酸钠的质量，再根据硫酸钠溶液的质量分数求出硫酸钠溶液的质量。
设恰好完全反应时消耗Na₂SO₄的质量为x ,BaCl₂的质量为y，反应生成的NaCl的质量为z；
BaCl₂+Na₂SO₄═BaSO₄↓+2NaCl
208    142    233     117
y      z     23.3g    z
233：23.3g=142：x
解得，x=14.2g
则恰好完全反应时消耗的Na₂SO₄溶液的质量=14.2g÷10%=142g
（3）恰好完全反应时所得溶液中溶质是氯化钠，包括原混合物中的氯化钠（根据沉淀的质量求出氯化钡的质量，再用混合物的质量-氯化钡质量）和反应生成的氯化钠（根据沉淀的质量可求出），所得溶液的质量=所加的所有物质的总质量-生成沉淀的质量，最后根据溶质的质量分数=×100%计算即可。
设恰好完全反应时消耗BaCl₂的质量为y，反应生成的NaCl的质量为z
233：23.3g=208：y
解得，y=20.8g
233：23.3g=117：z
解得，z=11.7g
则恰好完全反应时，溶液中NaCl的质量为：11.7g+（32.5g-20.8g）=23.4g
所以恰好完全反应时所得NaCl 溶液溶质的质量分数=×100%=9.3%
答：恰好完全反应时所得NaCl 溶液溶质的质量分数为9.3%。
点评：此题是关于化学方程式及溶质质量分数的计算题，要求学生有较强的识图能力和数据分析能力，解题的关键是根据图像找出恰好完全反应时，生成沉淀的质量，再利用相关的化学反应，并依据已知量对未知的应求量进行求解计算即可，对于反应后的溶质的计算要注意其组成来自于原混合物和反应生成的两部分。