Question

19．取50.0mLNa₂CO₃和Na₂SO₄的混合溶液，加入过量BaCl₂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，试计算：
（1）原混合液中CO₃^2-的物质的量浓度为1mol/L，Na⁺的物质的量浓度为2.8mol/L．
（2）产生的气体在标准状况下的体积11.2L．

Answer 1

分析 （1）14.51克白色沉淀是BaCO₃和BaSO₄混合物，BaSO₄不溶于水与硝酸，BaCO₃溶于硝酸，故白色沉淀中加入过量的稀HNO₃，充分反应后，沉淀减少到4.66g为BaSO₄的质量，可得BaCO₃的质量为14.51g-4.66g=9.85g，根据n=$\frac{m}{M}$计算BaCO₃和BaSO₄的物质的量，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，再根据c=$\frac{n}{V}$计算原混和溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的物质的量浓度，最后分别计算出原混合液中碳酸根离子、钠离子的浓度；
（2）发生反应BaCO₃+2HNO₃═Ba（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑，由方程式可知n（CO₂）=n（BaCO₃），再根据V=nV_m计算CO₂的体积．

解答 解：（1）14.51克白色沉淀是BaCO₃和BaSO₄混合物，加入过量的稀HNO₃，充分反应后，剩余沉淀4.66g为BaSO₄，BaSO₄的物质的量为：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，由硫酸根守恒可知n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.02mol，所以Na₂SO₄物质的量的浓度为：$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L，
减少的沉淀质量为BaCO₃，故BaCO₃的质量为14.51g-4.66g=9.85g，物质的量为：$\frac{9.85g}{197g/mol}$=0.05mol，由碳酸根守恒可知n（Na₂CO₃）=n（BaCO₃）=0.05mol，所以Na₂CO₃的物质的量浓度为：$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L，
则原混合液中CO₃^2-的物质的量浓度为：c（CO₃^2-）=c（Na₂CO₃）=1mol/L；
Na⁺的物质的量浓度为：c（Na⁺）=2c（Na₂CO₃）+2c（Na₂SO₄）=1mol/L×2+0.4mol/L×2=2.8mol/L，
故答案为：1mol/L；2.8mol/L；
（2）发生反应BaCO₃+2HNO₃═Ba（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑，由方程式可知n（CO₂）=n（BaCO₃）=0.05mol，故生成的二氧化碳的体积为：0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案为：1.12．

点评 本题考查混合物的有关计算，题目难度不大，明确反应过程理解沉淀质量减少的原因是关键，注意守恒思想的运用，试题培养了学生的化学计算能力．