Question

16．某同学做了如下图所示实验并对实验数据和现象记录如下表，请回答下列问题：

实验次数	第一次	第二次	第三次
氢氧化钡溶液质量	171g	171g	171g
滴加盐酸的质量	36.5g	73g	146g
滴加碳酸钠溶液质量	212g	212g	212g

（1）写出第一次实验中加入盐酸后发生反应的化学方程式2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O．
（2）第一次实验结束后所得溶液中溶质的化学式为NaCl和NaOH．
（3）根据已知条件求解出第二次实验生成白色沉淀X的比例式$\frac{106}{21.2g}=\frac{197}{X}$．
（4）第二次实验中每一步所加物质均恰好完全反应
（5）若向第二次的溶液中加入51.4g水，则所得不饱和溶液中溶质的质量分数为5%．
（6）若配制实验中需要的稀盐酸，需用36.5%的浓盐酸的质量为140g．

Answer 1

分析 （1）加入盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水；
（2）根据氢氧化钡、盐酸的质量关系，反应是否恰好反应，再根据滴加碳酸钠溶液质量分析结束后所得溶液中溶质．
（3）根据氢氧化钡、盐酸的质量关系，反应是否恰好反应，再根据滴加碳酸钠溶液质量分析完全反应时生成白色沉淀的质量；
（4）根据（3）中分析判断．
（5）根据碳酸钠的质量计算氯化钠的质量，进一步计算所得不饱和溶液中溶质的质量分数．
（6）根据溶液稀释前后溶质的质量不变分析．

解答 解：（1）盐酸与氢氧化钡反应生成氯化钡和水，化学方程式为：2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；故填：2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；
（2）根据方程式2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；
                         73           171
可知36.5g20%的稀盐酸与171g20%氢氧化钡溶液质量反应时，氢氧化钡有85.5g剩余；
所以滴加碳酸钠溶液时碳酸钠与BaCl₂和Ba（OH）₂都反应，根据反应2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
Ba（OH）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaOH可得关系式
Ba（OH）₂～Na₂CO₃
171                 106
171g×20%    212g×10%
可见碳酸钠与BaCl₂和Ba（OH）₂恰好反应，所得溶液中溶质为生成物NaCl和NaOH；故填：NaCl和NaOH；
（3）根据方程式2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；
                         73           171
可知73g20%的稀盐酸与171g20%氢氧化钡溶液质量恰好完全反应；
所以滴加碳酸钠溶液时碳酸钠与BaCl₂反应，
根据反应2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
可得关系式
Ba（OH）₂～Na₂CO₃
171                 106
171g×20%    212g×10%
可见碳酸钠与BaCl₂和Ba（OH）₂恰好反应，
参加反应的碳酸钠的质量为212g×10%=21.2g
设第二次实验生成白色沉淀质量为X：
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
             106         197
            21.2g        X
$\frac{106}{21.2g}=\frac{197}{X}$；
X=39.4g
故填：$\frac{106}{21.2g}=\frac{197}{X}$；
（4）由（3）分析可知第二次实验中每一步所加物质均恰好完全反应；
（5）设反应后生成氯化钠的质量为y
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
             106                      117
            21.2g                      y
$\frac{106}{21.2g}=\frac{117}{y}$
y=23.4g
若向第二次的溶液中加入51.4g水，则所得不饱和溶液中溶质的质量分数为$\frac{23.4g}{171g+73g+212g-39.4g+51.4g}$×100%=5%．
（6）三次实验中共使用稀盐酸质量为36.5g+73g+146g=255.5g
设需用36.5%的浓盐酸的质量为w
36.5%×w=255.5g×20%
w=140g
答：设需用36.5%的浓盐酸的质量为140g．

点评 这是一道常见的化学综合计算题．解题的关键在于弄清化学反应中反应物、生成物之间的关系，同时要弄清杂质在反应中存在于什么地方．第二问中关于反应后溶液中溶质的质量分数的计算，关键是要弄清反应后溶液是什么溶液．