Question

4．室温下，将100ml某硝酸和硫酸的混合液分成两等份：一份加入过量的BaCl₂溶液，充分反应后得沉淀2.33g；另一份加入50ml1.0mol•L^-1NaOH溶液，充分反应后溶液的pH=13（溶液的体积为100ml）．试计算：
（1）原溶液中所含H₂SO₄的物质的量0.02mol．
（2）原混合溶液中硝酸的物质的量浓度为0.4mol•L^-1．

Answer 1

分析 一份向混合溶液中加入过量BaCl₂溶液，发生反应SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄ ↓，充分反应后得沉淀2.33g为BaSO₄的质量，根据硫酸钡的质量，利用硫酸根守恒计算计算硫酸的物质的量；另一份混合溶液中加入50mL 1.0 mol•L^-1NaOH溶液，发生的反应是H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄ +2H₂O，HNO₃+NaOH=NaNO₃+H₂O，充分反应后溶液的pH=13即氢氧根浓度为0.1mol/L（溶液的体积为100mL），则消耗的氢氧根为0.05×1.0-0.1×0.1=0.04mol，根据硫酸的物质的量计算与硫酸反应的氢氧化钠的物质的量，进而计算与硝酸反应的氢氧化钠的物质的量，再根据方程式计算HNO₃的物质的量，根据c=$\frac{n}{V}$计算HNO₃的物质的量浓度．

解答 解：（1）2.33gBaSO₄的物质的量为：$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，根据硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.01mol，原溶液中所含的硫酸的物质的量为0.01×2=0.02mol
故答案为：0.02；
（2）另一份混合溶液中加入50mL 1.0 mol•L^-1NaOH溶液，发生的反应是H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄ +2H₂O，HNO₃+NaOH=NaNO₃+H₂O，充分反应后溶液的pH=13即氢氧根浓度为0.1mol/L（溶液的体积为100mL），则消耗的氢氧根为0.05×1.0-0.1×0.1=0.04mol，根据方程式H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄ +2H₂O可知，以0.01mol硫酸反应消耗氢氧化钠的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，故与硝酸反应氢氧化钠的物质的量为：0.04mol-0.02mol=0.02mol，
由方程式HNO₃+NaOH=NaNO₃+H₂O可知，n（HNO₃）=n（NaOH）=0.02mol，故HNO₃的物质的量浓度为：$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L，
故答案为：0.4．

点评 本题考查根据方程式的计算，比较基础，清楚反应过程是解题的关键．