Question

11．现有含Na₂SO₄和Na₂CO₃的溶液100mL．取出50mL并向其中加入足量的BaCl₂溶液，经过滤、洗涤、烘干后称重．沉淀的质量为4.3g，再将沉淀溶于足量的盐酸中，可产生标准状况下的气体0.224L．求：
（1）原溶液中，Na₂SO₄和Na₂CO₃的物质的量分别是多少？
（2）原溶液中Na₂SO₄和Na₂CO₃的物质的量浓度分别是多少？

Answer 1

分析 发生反应有：Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl、Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl、BaCO₃+2HCl=CO₂↑+BaCl₂+H₂O，4.3g沉淀为硫酸钡和碳酸钡的混合物，生成的气体为二氧化碳，根据C元素守恒可计算出碳酸钡的物质的量，根据沉淀的总重量可计算出硫酸钡的质量、物质的量，从而可计算出原混合液中硫酸钠、碳酸钠的质量、物质的量浓度．

解答 解：（1）设50mL混合溶液中含有xmolNa₂SO₄、ymolNa₂CO₃，
Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl
1             1
x             x
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
1             1
y             y
则有：233x+197y=4.3，
生成二氧化碳的物质的量为：n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，
BaCO₃+2HCl=CO₂↑+BaCl₂+H₂O
1           1
ymol       0.01mol
y=0.01，
原100mL溶液中含有碳酸钠的物质的量为：0.01mol×2=0.02，mol；
根据①可得：x=$\frac{4.3g-197×0.01}{233}$=0.01，
则原100mL溶液中含有硫酸钠的物质的量为0.01mol，
答：原溶液中，Na₂SO₄和Na₂CO₃的物质的量都是0.02mol；
（2）原溶液中c（Na₂SO₄）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，c（Na₂CO₃）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，
答：原混和溶液中Na₂SO₄的物质的量浓度为0.2mol/L，Na₂CO₃的物质的量浓度为0.2mol/L．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学计算能力．