Question

4．取10gBaCl₂和HCl的溶液，向其中逐滴加入溶质质量分数为53%的碳酸钠溶液，测得溶液pH与加入的碳酸钠溶液的质量关系如图所示
（1）通过如图可知，当碳酸钠溶液质量加到2g时，溶液中盐酸恰好处理完；
（2）请计算原烧杯溶液中氯化钡的质量分数（要有必要的解题过程，下同）
（3）求恰好完全反应后所得溶液的溶质质量分数（计算结果精确到0.1%）

Answer 1

分析 （1）由图可知，当碳酸钠溶液质量加到 2g时，溶液中盐酸恰好处理完，溶液呈中性．
（2）据化学方程式进行相关计算；
（3）恰好完全反应后所得溶液为氯化钠溶液，根据碳酸钠与氯化钠的关系，求出生成氯化钠的质量，进而求出所得溶液的溶质质量分数．

解答 解：
（1）由图可知，当碳酸钠溶液质量加到2g时，溶液中盐酸恰好处理完，溶液呈中性．
（2）设原烧杯溶液中BaCl₂的质量为x，生成沉淀的质量为y
消耗碳酸钠溶液质量=（6g-2g）×53%=2.12g
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl                                                     
208   106      197
x     2.12g     y
$\frac{208}{x}=\frac{106}{2.12g}$，$\frac{106}{2.12g}$=$\frac{197}{y}$
x=4.16g           y=3.94g
原烧杯溶液中氯化钡的质量分数=$\frac{4.16g}{10g}$×100%=41.6%
（3）生成二氧化碳的质量为r
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
106                   44
2g×53%               r
$\frac{106}{2×53%}=\frac{44}{r}$，r=0.44g
设恰好完全反应后生成氯化钠的质量为z，
由BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl和
    Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑，
    可知关系：Na₂CO₃～2NaCl   
               106       117
               6g×53%    z
$\frac{106}{6g×53%}$=$\frac{117}{z}$，z=3.51g
∴恰好完全反应后所得溶液的溶质质量分数：$\frac{3.51g}{10g+6g-3.94g-0.44g}$×100%=30.2%
答案：
（1）2
（2）原烧杯溶液中氯化钡的质量分数为41.6%
（3）恰好完全反应后所得溶液的溶质质量分数为30.2%

点评 本题考查了酸碱中和反应以及实验设计的能力．设计实验时，可以从反应后的产物和其有关的性质着手．