Question

18．取Na₂CO₃和Na₂SO₄的混合溶液50g，向其中加入过量的BaCL₂溶液后，得到14.51g的白色沉淀，用过量稀硝酸处理后，沉淀减少到4.66g，并有气体产生．
（1）写出上述有关的离子方程式．
（2）计算原混合溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的质量分数．

Answer 1

分析 （1）硫酸钡不溶于稀硝酸，则不溶物为BaSO₄；碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓；硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；碳酸钡与稀硝酸反应生成硝酸钡、二氧化碳气体和水：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）碳酸钡能够溶于稀硝酸，硫酸钡不溶，依据质量守恒得：n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；碳酸钡的质量为：14.51g-4.66g=9.85g，碳酸钡的物质的量为：$\frac{9.85g}{197g/mol}$=0.05mol，根据质量守恒可知：n（Na₂CO₃）=n（BaCO₃）=0.05mol，然后根据m=nM计算出硫酸钠、碳酸钠的质量，再分别计算出二者的质量分数．

解答 解：（1）碳酸钡溶于稀硝酸，而硫酸钡不溶，则不溶物为BaSO₄；
碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，反应的化学方程式为：BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，离子方程式为：CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓；
硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，反应的化学方程式为：BaCl₂+Na₂SO₄═BaSO₄↓+2NaCl，离子方程式为：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
碳酸钡与稀硝酸反应生成硝酸钡、二氧化碳气体和水，反应的离子方程式为：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
答：有关的离子方程式为：CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓、BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）碳酸钡能够溶于稀硝酸，硫酸钡不溶，依据质量守恒得：n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，则硫酸钠的质量为：142g/mol×0.02mol=2.84g，混合液中硫酸钠的质量分数为：$\frac{2.84g}{50g}$×100%=5.68%；
碳酸钡的质量为：14.51g-4.66g=9.85g，碳酸钡的物质的量为：$\frac{9.85g}{197g/mol}$=0.05mol，根据质量守恒可知：n（Na₂CO₃）=n（BaCO₃）=0.05mol，则碳酸钠的质量为：106g/mol×0.05mol=0.53g，碳酸钠的质量分数为：$\frac{0.53g}{50g}$×100%=1.06%，
答：原混合溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的质量分数分别为1.06%、5.68%．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度不大，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．