Question

14．实验室有一些硫酸钠和碳酸钠混合的白色粉末，老师让小明利用这些白色粉末，进行如图所示实验：

请结合实验及相关数据回答下列问题：
（1）请写出实验过程中生成沉淀的反应的化学方程式Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH；
（2）根据已知条件写出求解生成沉淀质量X的比例式为$\frac{171}{233}=\frac{17.1g}{X}$；
（3）实验中所用稀硫酸的溶质的质量分数为9.8%；
（4）硫酸钠和碳酸钠的质量比为71：53；
（5）加人的氢氧化钠的质量为4.5g；
（6）如配制实验中所需的稀硫酸．需溶质质量分数为98%的浓硫酸的质量为5g．

Answer 1

分析 （1）根据硫酸钠和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠进行解答；
（2）根据氢氧化钡的质量求出生成硫酸钡的质量即可；
（3）根据硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，所以反应前后质量减少的为二氧化碳的质量，利用二氧化碳的质量求出硫酸的质量，进而求出所用稀碇酸的溶质的质量分数即可；
（4）根据二氧化碳的质量求出碳酸钠的质量，从而求出硫酸钠和碳酸钠的质量比即可；
（5）根据溶质质量分数求出加人的氢氧化钠的质量即可；
（6）根据溶液稀释前后溶质质量不变进行解答．

解答 解：（1）硫酸钠和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式为Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH；故填：Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH；
（2）设生成硫酸钡的质量为X，生成氢氧化钠的质量为y，
Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH
         171     233     80
      100g×17.1%  X      y
$\frac{171}{100g×17.1%}=\frac{233}{X}$，解得X=23.3g．
$\frac{171}{100g×17.1%}=\frac{80}{y}$，解得y=8.0g．
故填：$\frac{171}{100g×17.1%}=\frac{233}{X}$，即$\frac{171}{233}=\frac{17.1g}{X}$；
（3）硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，所以反应前后质量减少的为二氧化碳的质量，二氧化碳的质量=12.4g+108.6g+50g-168.8g=2.2g．
则设所用稀硫酸的溶质的质量分数为z，设碳酸钠的质量为m．
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
 106    98             44
 m      50gz            2.2g
则$\frac{98}{44}=\frac{50gz}{2.2g}$，解得z=9.8%．
则$\frac{106}{44}=\frac{m}{2.2g}$，解得m=5.3g．
故所用稀硫酸的溶质的质量分数为9.8%；
（4）根据（3）题碳酸钠的质量，则硫酸钠和碳酸钠的质量比（12.4g-5.3g）：5.3g=71：53；
（5）设加人的氢氧化钠的质量为n，则$\frac{8.0g+n}{168.8g+100g-23.3g+n}×100%=5%$，解得n=4.5g；
（6）根据溶液稀释前后溶质质量不变，设浓硫酸的质量为a，则50g×9.8%=98%×a，解得a=5g．
故答案为：
（1）Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH；（2）$\frac{171}{233}=\frac{17.1g}{X}$；
（3）9.8%；（4）71：53；（5）4.5g；（6）5g．

点评 本题难度较大，主要考查了化学方程式的计算，注意质量守恒定律的应用，反应后溶液的质量=固体混合物的质量+稀硫酸的质量-生成气体的质量．