Question

【题目】有一包不纯的碳酸钠白色粉末，可能含有硫酸钠、氢氧化钠的一种或两种，某科学兴趣小组为探究其成分做了如下实验：

I、现取样品16g于烧杯中并加84g水搅拌，全部溶解。再向烧杯中逐渐滴加26.1%硝酸钡溶液并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入硝酸钡溶液的质量的变化关系如图甲所示。

II、在B点开始，向烧杯中滴加稀硝酸并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入稀硝酸的质量的变化关系如图乙所示。

（1）原白色固体中，除了Na2CO3外，一定还含有_____（填化学式），E点时，溶液中一定含有的溶质有_____种。

（2）计算：

①白色沉淀中碳酸钡的质量。

②D点时，溶液中硝酸钠的溶质质量分数。（计算结果精确到0.1%）

Answer 1

【答案】（1）NaOH和Na2SO4 ；3

（2）19.7g ； 8.6%

【解析】

（1）由图乙可知，BC段加入稀硝酸后沉淀的质量不减少，说明加入的稀硝酸与氢氧化钠反应生成了可溶性的硝酸钠和水，说明原溶液中含有氢氧化钠，CD段加入稀硝酸后沉淀的质量减少，说明与稀硝酸反应的沉淀是碳酸钡，DE段加入稀硝酸后沉淀不消失，说明沉淀不溶于稀硝酸，则这部分沉淀是硫酸钡，进而说明原溶液中含有硫酸钠，即原白色固体中，除了Na2CO3外，一定还含有氢氧化钠和硫酸钠，其化学式分别是NaOH和Na2SO4，故填NaOH和Na2SO4；

BC段的反应是氢氧化钠与稀硝酸反应生成硝酸钠和水，CD段的反应是碳酸钡与稀硝酸反应生成硝酸钡、水和二氧化碳，DE段加入的稀硝酸不再发生反应，所以E点时，溶液中一定含有的溶质有硝酸钠、硝酸钡和硝酸3种溶质，故填3。

（2）①由图可知，加入硝酸钡后生成的24.36g沉淀是碳酸钡与硫酸钡的质量和，由图乙可知，加入足量稀硝酸后剩余的4.66g沉淀是不溶于稀硝酸的硫酸钡，所以白色沉淀中碳酸钡的质量=24.36g4.66g=19.7g，故填19.7g。

②解：由题意可知，生成的沉淀中硫酸钡的质量是4.66g，碳酸钡的质量=24.36g4.66g=19.7g

设样品中碳酸钠的质量为m，与稀硝酸反应生成硝酸钠的质量为m1

106：197= m：19.7g m=10.6g

170：197= m1：19.7g m1=17g

设样品中硫酸钠的质量为m2，与稀硝酸反应生成的硝酸钠的质量为m3

142：233= m2：4.66g m2=2.84g

170：233= m3：4.66g m3=3.4g

样品中氢氧化钠的质量=16g10.6g2.84g=2.56g

设硝酸钠与稀硝酸反应生成硝酸钠的质量为m4

40：85=2.56g：m4 m4=5.44g

设碳酸钡与稀硝酸反应生成二氧化碳的质量为m5

197：44=19.7g：m5 m5 =4.4g

D点时溶液中硝酸钠的质量=17g+3.4g+5.44g=25.84g

D点时溶液的质量=16g+84g+129.6g+80g4.66g4.4g=300.54g

D点时溶液中硝酸钠的质量分数=×100%≈8.6%

答：D点时溶液中硝酸钠的质量分数为8.6%。