Question

2．取50mL的Na₂CO₃和Na₂SO₄的混合溶液，加入适量Ba（OH）₂溶液50mL后，恰好完全反应，过滤得到滤液和12.54g白色沉淀（干燥后），再用足量的稀硝酸处理沉淀，最后沉淀减少到4.66g，并有气体放出．
（1）4.66g白色沉淀是BaSO₄（填化学式），写出12.54g白色沉淀加入稀硝酸后变为4.66g所发生反应的离子方程式BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）产生的气体在标准状况下的体积为896mL；
（3）原混合液中Na₂SO₄的物质的量浓度0.4mol/L；
（4）计算过滤出12.54g沉淀后，所得滤液中溶质的物质的量浓度（忽略混合溶液体积的变化）．

Answer 1

分析 取50mL的Na₂CO₃和Na₂SO₄的混合溶液，加入适量Ba（OH）₂溶液50mL后，恰好完全反应，反应的有关化学方程式为：Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH，Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH，过滤得到滤液和12.54g白色沉淀（干燥后），再用足量的稀硝酸处理沉淀，最后沉淀减少到4.66g，并有气体放出，BaCO₃+2HNO₃=Ba（NO₃）₂+CO₂↑，
（1）硫酸钡不溶于酸，最后剩余沉淀为硫酸钡，根据稀硝酸与碳酸钡反应的化学方程式写成离子方程式；
（2）BaSO₄的质量为4.66g，物质的量为：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，BaCO₃的质量为：12.54g-4.66g=7.88g，物质的量为：$\frac{7.88g}{197g/mol}$=0.04mol，结合化学方程式定量想计算生成二氧化碳气体体积；
（3）题中发生反应的有关化学方程式为：Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH，Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH，根据硫酸钡沉淀的质量计算出硫酸根离子物质的量，等于硫酸钠的物质的量，计算得到硫酸钠浓度；
（4）结合沉淀物质的量计算生成氢氧化钠物质的量，Na₂CO₃+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+2NaOH，Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH，得到溶液中溶质氢氧化钠的浓度．

解答 解：（1）最后沉淀减少到4.66g，沉淀为BaSO₄，12.54g白色沉淀加入稀硝酸后变为4.66g是稀硝酸与碳酸钡反应生成硝酸钡和二氧化碳、水，反应的离子方程式为：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案为：BaSO₄；BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O；
（2）BaSO₄的质量为4.66g，物质的量为：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，BaCO₃的质量为：12.54g-4.66g=7.88g，物质的量为：$\frac{7.88g}{197g/mol}$=0.04mol，
BaCO₃+2HNO₃=Ba（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑
 1mol                                               22.4L
  0.04moL                                           V
V=0.896L=896ml，
故答案为：896；
（3）BaSO₄的质量为4.66g，物质的量为：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，BaCO₃的质量为：12.54g-4.66g=7.88g，物质的量为：$\frac{7.88g}{197g/mol}$=0.04mol，
Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH
1mol                           1mol
n                                0.02mol
n=0.02mol，
c（Na₂SO₄）=$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L，
故答案为：0.4mol/L；
（4）根据反应方程式可知，过滤后，所得溶液为NaOH溶液，物质的量为：2×0.04mol+2×0.02mol=0.12mol，混合后溶液的体积为0.1L，
则过滤出沉淀后，所得滤液的物质的量浓度为$\frac{0.12mol}{0.1L}$=1.2mol/L，
答：所得滤液中溶质的物质的量浓度为1.2mol/L．

点评 本题考查混合物和有关方程式的计算，题目难度中等，注意所发生反应以及有关计算公式的运用，试题能够提高学生的分析、理解、计算能力及灵活应用所学知识的能力．