Question

有硫酸和盐酸的混合液20g，往其中逐滴加入17.1%的氢氧化钡溶液时生成的硫酸钡质量和所得溶液的pH变化如图所示：
（1）求起始混合液中硫酸的质量分数；
（2）求起始混合液中盐酸的质量分数；
（3）当某温度下所得溶液的pH=7时，从该溶液中蒸发掉43.02g水，过滤、烘干可得4.98g的固体，求此时溶液中的溶质在该温度下的溶解度．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,固体溶解度的概念,有关溶质质量分数的简单计算

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）根据硫酸与氢氧化钡的反应，由关系图中生成硫酸钡达最大值时消耗氢氧化钡溶液的质量可计算出混合溶液中硫酸的质量，即可求出混合溶液中硫酸的质量分数；
（2）由关系图可知，恰好完全反应时共消耗氢氧化钡溶液60g，其中20g与硫酸反应，则有40g氢氧化钡与盐酸发生反应；
（3）pH=7时，即酸与氢氧化钡恰好完全反应，氢氧化钡一部分与硫酸反应一部分与盐酸反应，与硫酸反应生成了硫酸钡沉淀，因此，反应后所得溶液为氢氧化钡与盐酸反应生成的氯化钡溶液．根据与盐酸反应的氢氧化钡的质量可计算生成的氯化钡，从而求出此时溶液中的溶质在该温度下的溶解度．

解答：解：
（1）消耗20g氢氧化钡溶液时，参加反应硫酸的质量为x，生成硫酸钡的质量为y
H₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2H₂O
98     171     233
x  20g×17.1%   y

98

x

=

171

20g×17.1%

 解之得 x=1.96g

171

20g×17.1%

=

233

y

 解之得 y=4.66g
最初混合液中硫酸的溶质质量分数=

1.96g

20g

×100%=9.8%
由关系图可知，恰好完全反应时共消耗氢氧化钡溶液60g，其中20g与硫酸反应，则有40g氢氧化钡与盐酸发生反应；
设反应生成氯化钡的质量为x，参加反应氯化氢的质量为z
Ba（OH）₂+2HCl=BaCl₂+2H₂O
171         73    208
40g×17.1%    z   y

171

40g×17.1%

=

208

y

y=8.32g

171

17.1%×40g

=

73

z

z=2.92g
（2）起始混合液中盐酸的质量分数

2.92g

20g

×100%=14.6%
（3）从该溶液中蒸发掉43.02g水，过滤、烘干可得4.98g的固体，因为4.98g＞4.66g，故其中也有氯化钡固体析出，留下的溶液为氯化钡的饱和溶液，析出氯化钡的质量为4.98g-4.66g=0.32g
饱和氯化钡溶液中有氯化钡的质量为8.32g-0.32g=8g，饱和溶液的质量：（20g+60g）-（43.02g+4.98g）=32g
此时溶液中的溶质在该温度下的溶解度

8g

32g-8g

×100g=33.3g
答案：
（1）起始混合液中硫酸的质量分数9.8%
（2）起始混合液中盐酸的质量分数14.6%
（3）此时溶液中的溶质在该温度下的溶解度33.3g

点评：此题是一道综合计算题，解题的关键是对反应中各物之间的反应要有明确的认识，另外还要结合相关的现象及数据进行分析整理，是一道训练学生良好的思维的好题．