Question

15．500mLNaCO₃和Na₂SO₄的混合溶液，加入过量BaCl₂溶液后得到14.51g白色沉淀，加入100mL2mol/L的稀硝酸（过量）处理沉淀后沉淀量减少到4.66g，并有气体放出．试计算：
（1）原混合溶液中NaCO₃和Na₂SO₄的物质的量浓度；
（2）取上述最后反应后的滤液稀释到1000mL，求稀释后溶液的pH．

Answer 1

分析 （1）根据14.51克白色沉淀是BaCO₃和BaSO₄混合物，BaSO₄不溶于水，可知BaCO₃和BaSO₄的质量，Na₂SO₄的物质的量等同于BaSO₄的物质的量，Na₂CO₃的物质的量等同于BaCO₃的物质的量，以此分别计算以此计算原混和溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的物质的量浓度，以及产生的气体在标准状况下的体积；
（2）根据方程式BaCO₃+2HNO₃══Ba（NO₃）₂+CO₂↑+H₂O并由（1）中BaCO₃的物质的量求得消耗HNO₃的物质的量，根据题意求出硝酸的种物质的量，两者相减既得剩余硝酸的物质的量，并根据n=cv，求H⁺的浓度并求pH．

解答 解：（1）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）=$\frac{0.02mol}{0.5L}$=0.04mol/L；
碳酸钡的质量为：14.51g-4.66g=9.85g，碳酸钡的物质的量为n（BaCO₃）=$\frac{9.85g}{197g/mol}$=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）=$\frac{0.05mol}{0.5L}$=0.1mol/L，
答：原混合溶液中NaCO₃和Na₂SO₄的物质的量浓度分别为0.04mol/L、0.1mol/L．
（2）设反应消耗硝酸的物质的量为xmol．
BaCO₃+2HNO₃══Ba（NO₃）₂+CO₂↑+H₂O
1mol       2mol
0.05mol   xmol
$\frac{1mol}{0.05mol}$=$\frac{2mol}{xmol}$，x=0.1mol
即n（消耗HNO₃）=0.1mol
∵n（原HNO₃）=0.1L×2mol=0.2mol
∴n（剩HNO₃）=n（原HNO₃）-n（消耗HNO₃）=0.2mol-0.1mol=0.1mol
   c（剩HNO₃）=c（H⁺）=$\frac{n（消耗HNO3）}{V}$=$\frac{0.1mol}{0.1L}$=1mol
pH=-lgc（H⁺）=-lg1=0
答：稀释后溶液的pH为0

点评 本题考查了有关方程式的计算，明确反应的实质是解题关键，注意碳酸钡和硫酸钡的性质，并且由剩余硝酸的浓度来求溶液的pH，本题目难度不大．声明：本试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布．题目难度不大．