Question

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

考点：有关混合物反应的计算

专题：实验探究和数据处理题

分析：（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次恰好样品完全反应，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．

解答： 解：（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，反应离子方程式为：HCO₃^-+OH^-+Ba²⁺═BaCO₃↓+H₂O，
故答案为：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=29.558，
故答案为：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，
故答案为：3：2；
（4）由（2）中分析可知，第5次恰好样品完全反应，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，
故答案为：0.5；
（5）由（2）中分析可知，第5次恰好样品完全反应，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，第3组实验所得溶液中的OH^-浓度为

0.41mol

0.5L

=0.82mol/L，
故答案为：0.82mol/L．

点评：本题考查混合物的计算、实验数据分析处理等，综合性较大，难度较大，旨在考查学生的综合能力，是一道不错的能力考查题．