Question

20．取50.0mL Na₂CO₃和Na₂SO₄的混合溶液，加入过量溶液后得到14.51g白色沉淀，用过量稀硝酸处理后沉淀量减少到4.66g，并有气体放出．
（1）用稀硝酸处理后的不溶物为BaSO₄（填化学式），写出整个过程中所发生反应的离子方程式：CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓；、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓、BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑．
（2）原混合溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的物质的量浓度分别是1mol/L、0.4mol/L．
（3）产生的气体在标准状况下的体积为1.12L．

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，根据c=$\frac{n}{V}$计算出硫酸钠的浓度；
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，根据c=$\frac{n}{V}$计算出碳酸钠的物质的量浓度；
（3）根据（2）可知生成碳酸钡沉淀的物质的量为0.05mol，根据反应BaCO₃+2HNO₃══Ba（NO₃）₂+CO₂↑+H₂O可知生成二氧化碳的物质的量为0.05mol，然后根据V=nVm计算出生成二氧化碳的体积．

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↑，
故答案为：BaSO₄；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，所以硫酸钠的物质的量浓度为：c（Na₂SO₄）=$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L；
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，则碳酸钠的物质的量浓度为：c（Na₂CO₃）=$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L，
故答案为：1mol/L；0.4mol/L；
（3）根据（2）可知生成碳酸钡沉淀的物质的量为0.05mol，根据反应BaCO₃+2HNO₃══Ba（NO₃）₂+CO₂↑+H₂O可知生成二氧化碳的物质的量为0.05mol，
标准状况下0.05mol二氧化碳的体积为：22.4L/mol×0.05mol=1.12L，
故答案为：1.12L．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确反应反应的原理为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．