Question

下表是用沉淀法測(cè)定KHCO₃和Na₂CO₃混合物的組成的相關(guān)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程是每次稱取一定質(zhì)量的樣品溶于水制成溶液,向其中滴加相同濃度的Ba(OH)₂溶液,每次實(shí)驗(yàn)均充分反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)記錄見下表:

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	稱取樣品的 質(zhì)量/g	所加Ba(OH)2 溶液的體積/L	測(cè)得生成沉淀 的質(zhì)量/g
1	0.518	0.5	0.985
2	1.036	0.5
3	1.554	0.5	2.955
4	2.072	0.5	3.940
5	2.590	0.5	3.940
6	3.108	0.5	3.940

 
分析上表數(shù)據(jù)回答下列問題:
(1)第2次實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生沉淀多少克?請(qǐng)將結(jié)果填在表格相應(yīng)空格中。
(2)樣品中KHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比是　　　　。 
(3)室溫下,取上述Ba(OH)₂溶液50 mL,加入0.05 mol·L^-1的鹽酸,反應(yīng)后所得溶液的pH=2,求所加鹽酸的體積(混合時(shí)不考慮溶液體積變化,寫出計(jì)算過(guò)程)。

Answer 1

(1)1.970　(2)2∶3
(3)由0.518∶2.072=0.985∶3.940可知第4次實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物恰好完全沉淀,即有:
原0.5 L Ba(OH)₂溶液中:n(OH^-)="2×(3.940" g÷197 g·mol^-1)="0.04" mol,c(OH^-)="0.04" mol/0.5 L="0.08" mol·L^-1
溶液pH=2,則c(H⁺)="0.01" mol·L^-1
(0.05 mol·L^-1×V-0.08 mol·L^-1×50 mL)÷(V mL+50 mL)="0.01" mol·L^-1
V="112.5" mL

(1)分析表中數(shù)據(jù)可知,第2次實(shí)驗(yàn)中Ba(OH)₂過(guò)量,樣品完全反應(yīng),則有0.518∶1.036=0.985∶x,x=1.970;(2)第1、2、3次實(shí)驗(yàn)均為Ba(OH)₂過(guò)量,選取第1次計(jì)算:
設(shè)樣品混合物中KHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量分別為x、y,則有:
100 g·mol^-1×x+106 g·mol^-1×y="0.518" g
x+y="0.985" g÷197 g·mol^-1
解方程組得:x="0.002" mol、y="0.003" mol
故KHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比為2∶3