Question

18．在10mL含SO₄^2-、Na⁺、CO₃^2-的混合溶液中加入过量的BaCl₂溶液，生成4.3g沉淀，再将沉淀要用过量和稀HNO₃处理，在标准状况下，生成224mL气体，求原混合溶液中Na₂SO₄与Na₂CO₃的物质的量浓度各是多少？

Answer 1

分析 含SO₄^2-、Na⁺、CO₃^2-的混合溶液中加入过量的BaCl₂溶液，生成的4.3g沉淀为碳酸钡和硫酸钡；将沉淀要用过量和稀HNO₃处理，在标准状况下生成224mL气体为二氧化碳，根据C原子守恒及n=$\frac{V}{{V}_{m}}$可计算出碳酸钠的物质的量，从而可知碳酸钡沉淀的质量，然后根据沉淀的总重量得出硫酸钡沉淀的质量，再根据n=$\frac{m}{M}$计算出硫酸钠的物质的量，最后根据c=$\frac{n}{V}$计算出硫酸钠、碳酸钠的物质的量浓度．

解答 解：生成的4.4g沉淀为碳酸钡和硫酸钡的混合物，硫酸钡不溶于稀硝酸，碳酸钡能够溶解于稀硝酸，所以生成的气体为二氧化碳，
标准状况下224mL二氧化碳气体的物质的量为：$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，
根据碳原子守恒碳酸钡沉淀的物质的量为0.01mol，质量为：197g/mol×0.01mol=1.97g，
则硫酸钡的质量为：4.3g-1.97g=2.33g，根据S元素守恒可知硫酸钠的物质的量为：n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，
所以原混合液中碳酸钠的浓度为：c（Na₂CO₃）=$\frac{0.01mol}{0.01mol}$=1mol/L，硫酸钠的物质的量浓度为：c（Na₂SO₄）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$1mol/L，
答：原混合溶液中Na₂SO₄与Na₂CO₃的物质的量浓度都是1mol/L．

点评 本题考查了物质的量浓度的计算，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，注意掌握物质的量与物质的量浓度、摩尔质量、气体摩尔体积等物理量之间的关系．