Question

11．在一烧杯中盛有100gBaCl₂和HCl的混合溶液，向其中逐渐滴加溶质质量分数为10%的Na₂CO₃溶液，混合溶液的质量与所滴入Na₂CO₃溶液的质量关系曲线如图所示：
请根据题意回答问题：

（1）在实验过程中，有气体放出，还可以看到的明显实验现象是有白色沉淀生成．
（2）在实验过程中放出气体的总质量为4.4 g．
（3）当滴入Na₂CO₃溶液至图中B点时，通过计算求此所得不饱和溶液中溶质质量分数是多少？（计算结果精确到0.1%）

Answer 1

分析 （1）向盛有BaCl₂和HCl的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液时，碳酸钠先与盐酸反应产生二氧化碳，当盐酸反应完后，再与氯化钡反应产生碳酸钡沉淀；
（2）开始时是生成气体的，由于加入的是碳酸钠溶液，而生成的是二氧化碳气体，两者的质量明显是增加多，减少的少，所以曲线明显上扬．当不再生成二氧化碳时，就生成碳酸钡，由于碳酸钡的质量要多于碳酸钠的，所以导致溶液的质量增加减缓．从图中曲线可看出，当滴入碳酸钠106g时，盐酸完全反应，据此可根据滴入碳酸钠质量计算放出气体质量；
（3）从图中曲线可看出，开始滴入106克的碳酸钠与盐酸反应，106克～212克之间滴入碳酸钠与氯化钡反应；即与氯化钡反应的碳酸钠质量为212克-106克；
由化学方程式知，碳酸钠和盐酸、氯化钡反应后溶液中溶质均为氯化钠，可根据化学方程式中参加反应的碳酸钠质量计算生成的氯化钠质量和碳酸钡沉淀质量，再根据质量守恒定律，参加反应的物质总质量等于生成的物质总质量，最后所得不饱和溶液的质量等于l00gBaCl₂和HCl的混合溶液，加上滴入的212gNa₂CO₃溶液，减去生成的气体和沉淀的质量，即可计算所得不饱和溶液中溶质质量分数．

解答 解：（1）碳酸钠和盐酸反应产生二氧化碳，有气体放出，与氯化钡反应产生碳酸钡，即有白色沉淀产生；
（2）设实验过程中放出的气体总质量为x，则
   Na₂CO₃ ～CO₂
   106      44
106g×10%    x
$\frac{106}{106g×10%}=\frac{44}{x}$
x=4.4g
（3）设实验过程中产生氯化钠质量为y，产生碳酸钡质量为z，则
本关系是指整个过程的，不考虑是碳酸钠与盐酸还是和氯化钡反应，最终对应的钠都在氯化钠中．
Na₂CO₃ ～2NaCl               
106        117                  
212g×10%   y   
$\frac{106}{212g×10%}=\frac{117}{y}$
y=23.4g  
后期的碳酸钠中碳酸根转化为碳酸钡沉淀，所以对应的碳酸钠是106g溶液之后的部分．
     Na₂CO₃ ～BaCO₃
     106            197
（212g-106g）×10%   z
=106g×10%
$\frac{106}{106g×10%}=\frac{197}{z}$
z=19.7g
所得NaCl溶液的质量分数为：$\frac{23.4g}{100g+212g-19.7g-4.4g}$×100%=8.1%
答案：
（1）有白色沉淀生成；
（2）4.4克
（3）所得不饱和溶液中溶质质量分数是8.1%．

点评 本题考查根据图象的有关化学方程式的计算，重在考查学生的识图，碳酸钠与两种物质都能发生反应，而首先是与盐酸反应，其次与氯化钡反应．（3）小题结合化学方程式考查溶质质量分数的计算，注意在计算溶液总质量是要灵活运用质量守恒定律，最后所得不饱和溶液的质量等于l00gBaCl₂和HCl的混合溶液，加上滴入的212gNa₂CO₃溶液，减去生成的气体和沉淀的质量，不能多加或少减，此小题较难，学生容易出错，平时要多注意训练．（3）小题在计算氯化钠质量时还可根据钠元素质量守恒，碳酸钠中钠元素全部转移到氯化钠中，据此可求出产生氯化钠质量．