Question

【题目】用沉淀法测定NaHCO3和K2CO3混合物的组成。实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液，向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液，每次实验均充分反应。实验记录见下表：

实验次数	称取样品的质量/g	所加Ba(OH)2溶液的体积/mL	测得生成沉淀的质量/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

回答下列问题：

(1)写出少量NaHCO3和过量Ba(OH)2溶液反应的离子方程式___________________。

(2)第3次实验中产生沉淀的质量是_______________g。

(3)样品中NaHCO3和K2CO3的物质的量之比是_______________。

(4)原Ba(OH)2溶液的浓度为_______________mol·L-1。

(5)室温下取第3组实验所得溶液中的OH－浓度为_______________。

Answer 1

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

【解析】

（1）少量NaHCO3和过量Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡、氢氧化钠与水；

（2）第5次、第6次生成沉淀碳酸钡的质量都为49.25g，说明样品质量为26.40g时，氢氧化钡已经完全反应，第1次、第5次样品的质量分别为5.28g、26.40g，第1次、第5次生成沉淀碳酸钡质量分别为9.85g、49.25g，样品的质量之比等于生成的沉淀质量之比为1：5，说明第5次实验中样品与氢氧化钡恰好完全反应，根据第1次与第3次样品之比计算第3次生成沉淀的质量；

（3）第3次实验中样品完全反应，令碳酸氢钠与碳酸钾的物质的量分别为xmol、ymol，根据碳元素守恒可知沉淀碳酸钡的物质的量为（x+y）mol，根据样品质量与碳酸钡沉淀质量列方程计算；

（4）由（2）中分析可知，第5次样品恰好完全反应，根据n=m÷M计算碳酸钡物质的量，根据钡离子守恒计算氢氧化钡的物质的量，再根据c=n÷V计算其浓度；

（5）第3组实验反应后溶液为氢氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾的混合溶液，由钡离子守恒计算溶液中钡离子物质的量，由钠离子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO3），由钾离子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K2CO3），根据溶液中氢氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾的物质的量计算氢氧根的浓度。

（1）少量NaHCO3和过量Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡、氢氧化钠与水，反应的离子方程式为：HCO3-+OH-+Ba2+＝BaCO3↓+H2O；

（2）第5次、第6次生成沉淀碳酸钡的质量都为49.25g，说明样品质量为26.40g时，氢氧化钡已经完全反应，第1次、第5次样品的质量分别为5.28g、26.40g，第1次、第5次生成沉淀碳酸钡质量分别为9.85g、49.25g，样品的质量之比等于生成的沉淀质量之比为1：5，说明第5次实验中样品与氢氧化钡恰好完全反应，则第3次实验中样品完全反应，令产生沉淀质量为mg，则有15.84g：5.28g=mg：9.85g，解得m=29.55g；

（3）第3次实验中样品完全反应，令碳酸氢钠与碳酸钾的物质的量分别为xmol、ymol，则：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次样品恰好完全反应，碳酸钡物质的量=49.25g÷197g/mol=0.25mol，根据钡离子守恒，氢氧化钡的物质的量=0.25mol，故氢氧化钡溶液浓度为0.25mol÷0.5L=0.5mol/L；

（5）由（2）中分析可知，第5次样品恰好完全反应，碳酸钡物质的量=49.25g÷197g/mol=0.25mol，根据钡离子守恒，500mL氢氧化钡溶液中氢氧化钡的物质的量=0.25mol，第3组实验反应后溶液为氢氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾的混合溶液，29.55g碳酸钡的物质的量为29.55g÷197g/mol=0.15mol，由钡离子守恒可知，溶液中n[Ba（OH）2]=0.25mol-0.15mol=0.1mol；由钠离子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO3）=0.09mol；由钾离子守恒可知，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组实验所得溶液中的OH-浓度为0.41mol÷0.5L=0.82mol/L。