Question

某同学进行实验研究时，欲配1.0mol?L^-1Ba(OH)₂溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)₂·8H₂O试剂（化学式量：315）。在室温下配制溶液时发现所取试剂在足量的水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。为探究原因，该同学查得Ba(OH)₂·8H₂O在283K、293K和303K时的溶解度（g/100g H₂O）分别为2.5、3.9和5.6。
（1）烧杯中未溶物可能仅为BaCO₃，理由是___________________________________。
（2）假设试剂由大量Ba(OH)₂·8H₂O和少量BaCO₃组成，设计实验方案，进行成分检验。在答题纸上进一步完成实验步骤、预期现象和结论。（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO₃饱和溶液的pH=9.6）
限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。
步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。
步骤3：取适量步骤1中的沉淀于试管中，_____。
步骤4：

 
将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba(OH)₂·8H₂O的含量。实验如下：
（3）配制250ml 约0.1mol?L^-1Ba(OH)₂溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，__________，将溶液转入_____________，洗涤，定容，摇匀。
（4）滴定：准确量取25.00ml所配制Ba(OH)₂溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将__________（填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）mol?L^-1盐酸装入50ml酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸Vml。 计算Ba(OH)₂·8H₂O的质量分数＝__________________（只列出算式，不做运算）
（5）室温下，________(填“能”或“不能”) 配制1.0 mol?L^-1Ba(OH)₂溶液。

Answer 1

(本题共12分) （1）由于Ba(OH)₂·8H₂O与空气中的CO₂反应，所取试剂许多已变质为BaCO₃，未变质的Ba(OH)₂·8H₂O在配制溶液时能全部溶解。（2分）  
（2）（5分）

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。
步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。	出现白色沉淀，说明该试剂中有Ba2+存在
步骤3：取适量步骤1中的沉淀于是试管中，滴加稀盐酸，连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中。	澄清石灰水变混浊。说明该试剂中含有BaCO3
步骤4：取步骤1中的滤液于烧杯中，用pH计测定其pH。	pH明显大于9.6，说明该试剂中含有Ba(OH)2。

 
（3）搅拌溶解  250ml容量瓶中 （2分） 
（4）（2分）0.1980；
（5）不能。 （1分）  

试题分析：（1）Ba(OH)₂属于强碱，易吸收空气中的水蒸气和CO₂形成难溶的BaCO₃沉淀，因此长时间暴露在空气中时Ba(OH)₂就有可能转化为BaCO₃。
（2）Ba(OH)₂易溶于水，所以滤液中含有Ba^2＋，因此滴加稀硫酸使会产生白色沉淀BaSO₄；要想验证沉淀为BaCO₃，可以利用其能与酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的CO₂气体；为进一步证明试剂是是否还有Ba(OH)₂·8H₂O，可以取步骤1中的滤液，用pH计测其pH值，若pH＞9.6，即证明滤液不是纯BaCO₃溶液，即证明是由大量Ba(OH)₂·8H₂O和少量BaCO₃组成，假设成立。
（3）由于试样中含有难溶性的BaCO₃，因此加水溶解后要过滤，且冷却后再转移到250ml容量瓶中。
（4）Ba(OH)₂溶液的浓度约为0.1mol?L^-1，体积是25ml，由于酸式滴定管的容量是50ml，因此盐酸的浓度至少应该是0.1 mol?L^-1的.若盐酸的浓度过大，反应过快，不利于控制滴定终点，所以选择0.1980 mol?L^-1的盐酸最恰当。消耗盐酸的物质的量是0.1980×V×10^－3mol，所以25.00ml溶液中含有Ba(OH)₂的物质的量是mol，所以w克试样中Ba(OH)₂的质量是，故Ba(OH)₂·8H₂O的质量分数=。
（5）若配制1L1.0 mol?L^-1Ba(OH)₂溶液，则溶液中溶解的Ba(OH)₂·8H₂O的质量是315g，所以此时的溶解度约是×100＝31.5 g/100g H₂O，而在常温下Ba(OH)₂·8H₂O是3.9 g/100g H₂O，显然不可能配制出1.0 mol?L^-1Ba(OH)₂溶液。