题目内容
用沉淀法测定NaHCO3和K2CO3混合物的组成．实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液，向其中滴加相同浓度的Ba（OH）2溶液500mL，每次实验均充分反应．实验记录如下：| 实验次数 | 样品质量/g | 沉淀质量/g |
| 1 | 1.716 | 2.758 |
| 2 | 2.574 | ______ |
| 3 | 3.432 | 5.516 |
| 4 | 4.290 | 5.516 |
（1）第2次实验中产生沉淀质量是多少，将结果填入表格空白处．
（2）Ba（OH）2溶液中溶质的物质的量浓度是______．
（3）第2次实验样品中NaHCO3的物质的量是______．
（4）室温下取第2组实验所得溶液体积的
，加水配成500mL溶液，求稀释以后溶液的pH？（要求书写计算过程）
【答案】分析：（1）第3次、第4次生成沉淀碳酸钡质量都为5.516g，说明样品质量为3.342g时，氢氧化钡已经完全反应，第1次、第3次样品的质量分别为1.716g、3.432g，第1次、第3次生成沉淀碳酸钡质量分别为2.758g、5.516g，样品的质量之比等于生成的沉淀质量之比为1：2，说明第3次恰好完全反应．根据第1次与第2次样品之比计算第2次生成沉淀的质量．
（2）实验中每次滴加相同浓度的Ba（OH）2溶液500mL，第3次、第4次生成沉淀碳酸钡质量都为5.516g，说明样品质量为3.342g时，氢氧化钡已经完全反应，碳酸钡的物质的量为
=0.028mol，根据钡离子守恒可知氢氧化钡的物质的量为0.028mol，据此计算．
（3）第2次实验中样品完全反应，令碳酸氢钠与碳酸钾的物质的量分别为xmol、ymol，根据碳元素守恒可知沉淀碳酸钡的物质的量为（x+y）mol，根据样品质量与碳酸钡沉淀质量列方程计算．
（4）第2组实验反应后溶液为氢氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾的混合溶液，由钡离子守恒可知，溶液中氢氧化钡的物质的量为500ml氢氧化钡溶液中氢氧化钡的物质的量减去生成的碳酸钡的物质的量，由钠离子守恒可知，溶液中氢氧化钠的物质的量等于第2次实验样品中碳酸氢钠的物质的量，由钾离子守恒可知，溶液中氢氧化钾的物质的量等于第2次实验样品中碳酸钾的2倍，根据溶液中氢氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾的物质的量计算氢氧根的浓度，在计算稀释后氢氧根的浓度，利用pH值定义计算．
解答：解：（1）第3次、第4次生成沉淀碳酸钡质量都为5.516g，说明样品质量为3.342g时，氢氧化钡已经完全反应，第1次、第3次样品的质量分别为1.716g、3.432g，第1次、第3次生成沉淀碳酸钡质量分别为2.758g、5.516g，样品的质量之比等于生成的沉淀质量之比为1：2，说明第3次恰好完全反应．第2次实验中样品完全反应，令产生沉淀质量为mg，则：
1.716g：2.574g=2.758g：mg，解得m=4.137
故答案为：4.137．
（2）实验中每次滴加相同浓度的Ba（OH）2溶液500mL，第3次、第4次生成沉淀碳酸钡质量都为5.516g，说明样品质量为3.342g时，氢氧化钡已经完全反应，碳酸钡的物质的量为
=0.028mol，根据钡离子守恒可知氢氧化钡的物质的量为0.028mol，所以Ba（OH）2溶液中溶质的物质的量浓度是
=0.056mol/L．
故答案为：0.056mol/L．
（3）第2次实验中样品完全反应，令碳酸氢钠与碳酸钾的物质的量分别为xmol、ymol，则：
，解得x=0.006，y=0.015．
故答案为：0.006mol．
（4）第2组实验反应后溶液为氢氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾的混合溶液.4.137g碳酸钡的物质的量为
=0.021mol，由钡离子守恒可知，溶液中n[Ba（OH）2]=0.056L/mol×0.5L-0.021mol=0.007mol；由钠离子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO3）=0.006mol；由钾离子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K2CO3）=2×0.015mol=0.03mol；所以溶液中n（OH-）=2n[Ba（OH）2]+n（NaOH）+n（KOH）=0.007mol×2+0.006mol+0.03mol=0.05mol，取所得溶液体积的
，含有的氢氧根的物质的量为0.005mol，加水配成500mL溶液，氢氧根的浓度为
=0.01mol/L，所以c（H+）=10-12mol/L，所以溶液的pH=-log10-12=12．
答：稀释以后溶液的pH为12．
点评：考查混合物的计算、实验数据分析处理、pH值计算等，综合性较大，难度较大，旨在考查学生的综合能力，是一道不错的能力考查题．
（2）实验中每次滴加相同浓度的Ba（OH）2溶液500mL，第3次、第4次生成沉淀碳酸钡质量都为5.516g，说明样品质量为3.342g时，氢氧化钡已经完全反应，碳酸钡的物质的量为
=0.028mol，根据钡离子守恒可知氢氧化钡的物质的量为0.028mol，据此计算．（3）第2次实验中样品完全反应，令碳酸氢钠与碳酸钾的物质的量分别为xmol、ymol，根据碳元素守恒可知沉淀碳酸钡的物质的量为（x+y）mol，根据样品质量与碳酸钡沉淀质量列方程计算．
（4）第2组实验反应后溶液为氢氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾的混合溶液，由钡离子守恒可知，溶液中氢氧化钡的物质的量为500ml氢氧化钡溶液中氢氧化钡的物质的量减去生成的碳酸钡的物质的量，由钠离子守恒可知，溶液中氢氧化钠的物质的量等于第2次实验样品中碳酸氢钠的物质的量，由钾离子守恒可知，溶液中氢氧化钾的物质的量等于第2次实验样品中碳酸钾的2倍，根据溶液中氢氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾的物质的量计算氢氧根的浓度，在计算稀释后氢氧根的浓度，利用pH值定义计算．
解答：解：（1）第3次、第4次生成沉淀碳酸钡质量都为5.516g，说明样品质量为3.342g时，氢氧化钡已经完全反应，第1次、第3次样品的质量分别为1.716g、3.432g，第1次、第3次生成沉淀碳酸钡质量分别为2.758g、5.516g，样品的质量之比等于生成的沉淀质量之比为1：2，说明第3次恰好完全反应．第2次实验中样品完全反应，令产生沉淀质量为mg，则：
1.716g：2.574g=2.758g：mg，解得m=4.137
故答案为：4.137．
（2）实验中每次滴加相同浓度的Ba（OH）2溶液500mL，第3次、第4次生成沉淀碳酸钡质量都为5.516g，说明样品质量为3.342g时，氢氧化钡已经完全反应，碳酸钡的物质的量为
=0.028mol，根据钡离子守恒可知氢氧化钡的物质的量为0.028mol，所以Ba（OH）2溶液中溶质的物质的量浓度是
=0.056mol/L．故答案为：0.056mol/L．
（3）第2次实验中样品完全反应，令碳酸氢钠与碳酸钾的物质的量分别为xmol、ymol，则：
，解得x=0.006，y=0.015．故答案为：0.006mol．
（4）第2组实验反应后溶液为氢氧化钡、氢氧化钠、氢氧化钾的混合溶液.4.137g碳酸钡的物质的量为
=0.021mol，由钡离子守恒可知，溶液中n[Ba（OH）2]=0.056L/mol×0.5L-0.021mol=0.007mol；由钠离子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO3）=0.006mol；由钾离子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K2CO3）=2×0.015mol=0.03mol；所以溶液中n（OH-）=2n[Ba（OH）2]+n（NaOH）+n（KOH）=0.007mol×2+0.006mol+0.03mol=0.05mol，取所得溶液体积的
，含有的氢氧根的物质的量为0.005mol，加水配成500mL溶液，氢氧根的浓度为
=0.01mol/L，所以c（H+）=10-12mol/L，所以溶液的pH=-log10-12=12．答：稀释以后溶液的pH为12．
点评：考查混合物的计算、实验数据分析处理、pH值计算等，综合性较大，难度较大，旨在考查学生的综合能力，是一道不错的能力考查题．
练习册系列答案
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用沉淀法测定NaHCO3和K2CO3混合物的组成。实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液，向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液500 mL，每次实验均充分反应。实验记录如下：
实验次数 | 样品质量/g | 沉淀质量/g |
1 | 1.716 | 2.758 |
2 | 2.574 |
|
3 | 3.432 | 5.516 |
4 | 4.290 | 5.516 |
完成下列问题：
（1）第2次实验中产生沉淀的质量是多少，将结果填入表格空白处。
（2）Ba(OH)2溶液中溶质的物质的量浓度是___________。
（3）第2次实验样品中NaHCO3的物质的量是_________。
（4）室温下取第2组实验所得溶液体积的1/10，加水配成500 mL溶液，求稀释以后溶液的pH。