Question

（2012?河西区二模）为测定某未知浓度的氢氧化钡溶液中溶质的质量分数，取某稀硫酸溶液220g，逐滴加入氢氧化钡溶液300g，同时用pH计测定并记录反应过程中混合溶液pH的变化情况如图所示，过滤后得滤液473.4g．求：
（1）氢氧化钡溶液的溶质质量分数．
（2）若要得到上述的稀硫酸溶液220g，则需要98%的浓硫酸（浓硫酸密度为1.84g/cm³）多少毫升？
（3）燃烧含硫量高的煤容易形成硫酸型酸雨，硫经过燃烧等一系列的化合反应，转化为硫酸．若生成的硫酸配制成上述的稀硫酸溶液220g，则需要含硫1%的煤多少克？

Answer 1

分析：（1）根据图象可知，当加入200g氢氧化钡溶液时，与稀硫酸恰好完全中和，溶液的pH值为7，此后所加氢氧化钡溶液不再发生反应，因此，根据质量守恒定律可计算加入200g氢氧化钡溶液恰好完全反应时生成沉淀的质量；利用沉淀硫酸钡的质量，根据反应的化学方程式，计算出200g氢氧化钡溶液中溶质氢氧化钡的质量，及参加反应的硫酸的质量，最后使用溶液中溶质质量分数公式计算氢氧化钡溶液的溶质质量分数；
（2）溶液稀释前后，溶质的质量 不变，m=vρ；
（3）据元素的质量在反应前后不变进行解答．

解答：解：（1）根据质量守恒定律：溶液减少的质量就是生成的硫酸钡的质量，则生成的BaSO₄质量为：220g+300g-473.4g=46.6g；根据图象可知，当加入200g氢氧化钡溶液时，与稀硫酸恰好完全中和，溶液的pH值为7，此后所加氢氧化钡溶液不再发生反应；
设200g氢氧化钡溶液中含Ba（OH）₂的质量为x，参加反应的硫酸的质量为y
Ba（OH）₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2 H₂O   
171       98    233
x         y    46.6g

171

x

=

233

4.66g

    x=34.2g

98

y

=

233

4.66g

     y=19.6g
∴氢氧化钡溶液的质量分数=

34.2g

200g

×100%=17.1%；
（2）溶液稀释前后，溶质的质量 不变，设需要98%的浓硫酸（浓硫酸密度为1.84g/cm³）的体积为v，则有：19.6g=98%×v×1.84g/cm³，解得v≈10.9mL；
（3）设需要含硫1%的煤的质量为a，则有19.6g×

32

2+32+64

×100%=a×1%，解得a=640g；
答：（1）氢氧化钡溶液的溶质质量分数是17.1%；
（2）若要得到上述的稀硫酸溶液220g，则需要98%的浓硫酸（浓硫酸密度为1.84g/cm³）10.9毫升；
（3）若生成的硫酸配制成上述的稀硫酸溶液220g，则需要含硫1%的煤640克．

点评：本题解题的关键是会根据质量守恒定律求生成沉淀硫酸钡的质量，生成沉淀硫酸钡的质量=稀硫酸的质量+所加入氢氧化钡溶液的质量-过滤后所得滤液的质量，溶液稀释前后溶质的质量不变，并据方程式计算解答．