Question

用沉淀法測(cè)定NaHCO₃和K₂CO₃混合物的組成．實(shí)驗(yàn)過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/mL	測(cè)得生成沉 淀的質(zhì)量/g
1	5.28	500	9.85
2	10.56	500	19.70
3	15.84	500
4	21.12	500	39.40
5	26.40	500	49.25
6	31.68	500	49.25

回答下列問題：
（1）寫出少量NaHCO₃和過量Ba（OH）₂溶液反應(yīng)的離子方程式

 

．
（2）第3次實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量是

 

g．
（3）樣品中NaHCO₃和K₂CO₃的物質(zhì)的量之比是

 

．
（4）原Ba（OH）₂溶液的濃度為

 

mol?L^-1．
（5）室溫下取第3組實(shí)驗(yàn)所得溶液中的OH^-濃度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）少量NaHCO₃和過量Ba（OH）₂溶液反應(yīng)生成碳酸鋇、氫氧化鈉與水；
（2）第5次、第6次生成沉淀碳酸鋇的質(zhì)量都為49.25g，說明樣品質(zhì)量為26.40g時(shí)，氫氧化鋇已經(jīng)完全反應(yīng)，第1次、第5次樣品的質(zhì)量分別為5.28g、26.40g，第1次、第5次生成沉淀碳酸鋇質(zhì)量分別為9.85g、49.25g，樣品的質(zhì)量之比等于生成的沉淀質(zhì)量之比為1：5，說明第5次實(shí)驗(yàn)中樣品與氫氧化鋇恰好完全反應(yīng)，根據(jù)第1次與第3次樣品之比計(jì)算第3次生成沉淀的質(zhì)量；
（3）第3次實(shí)驗(yàn)中樣品完全反應(yīng)，令碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)碳元素守恒可知沉淀碳酸鋇的物質(zhì)的量為（x+y）mol，根據(jù)樣品質(zhì)量與碳酸鋇沉淀質(zhì)量列方程計(jì)算；
（4）由（2）中分析可知，第5次恰好樣品完全反應(yīng)，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算碳酸鋇物質(zhì)的量，根據(jù)鋇離子守恒計(jì)算氫氧化鋇的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=

n

V

計(jì)算其濃度；
（5）第3組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后溶液為氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的混合溶液，由鋇離子守恒計(jì)算溶液中鋇離子物質(zhì)的量，由鈉離子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO₃），由鉀離子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K₂CO₃），根據(jù)溶液中氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的物質(zhì)的量計(jì)算氫氧根的濃度．

解答： 解：（1）少量NaHCO₃和過量Ba（OH）₂溶液反應(yīng)生成碳酸鋇、氫氧化鈉與水，反應(yīng)離子方程式為：HCO₃^-+OH^-+Ba²⁺═BaCO₃↓+H₂O，
故答案為：HCO₃^-+OH^-+Ba²⁺═BaCO₃↓+H₂O；
（2）第5次、第6次生成沉淀碳酸鋇的質(zhì)量都為49.25g，說明樣品質(zhì)量為26.40g時(shí)，氫氧化鋇已經(jīng)完全反應(yīng)，第1次、第5次樣品的質(zhì)量分別為5.28g、26.40g，第1次、第5次生成沉淀碳酸鋇質(zhì)量分別為9.85g、49.25g，樣品的質(zhì)量之比等于生成的沉淀質(zhì)量之比為1：5，說明第5次實(shí)驗(yàn)中樣品與氫氧化鋇恰好完全反應(yīng)，則第3次實(shí)驗(yàn)中樣品完全反應(yīng)，令產(chǎn)生沉淀質(zhì)量為mg，則有15.84g：5.28g=mg：9.85g，解得m=29.558，
故答案為：29.55g；
（3）第3次實(shí)驗(yàn)中樣品完全反應(yīng)，令碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：

84x+138y=15.84 197x+197y=29.55

解得x=0.09，y=0.06，
故n（NaHCO₃）：n（K₂CO₃）=0.09mol：0.06mol=3：2，
故答案為：3：2；
（4）由（2）中分析可知，第5次恰好樣品完全反應(yīng)，碳酸鋇物質(zhì)的量=

49.25g

197g/mol

=0.25mol，根據(jù)鋇離子守恒，氫氧化鋇的物質(zhì)的量=0.25mol，故氫氧化鋇溶液濃度為

0.25mol

0.5L

=0.5mol/L，
故答案為：0.5；
（5）由（2）中分析可知，第5次恰好樣品完全反應(yīng)，碳酸鋇物質(zhì)的量=

49.25g

197g/mol

=0.25mol，根據(jù)鋇離子守恒，500mL氫氧化鋇溶液中氫氧化鋇的物質(zhì)的量=0.25mol，
第3組實(shí)驗(yàn)反應(yīng)后溶液為氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的混合溶液.29.55g碳酸鋇的物質(zhì)的量為

29.55g

197g/mol

=0.15mol，由鋇離子守恒可知，溶液中n[Ba（OH）₂]=0.25mol-0.15mol=0.1mol；
由鈉離子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO₃）=0.09mol；由鉀離子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K₂CO₃）=2×0.06mol=0.12mol；
所以溶液中n（OH^-）=2n[Ba（OH）₂]+n（NaOH）+n（KOH）=0.1mol×2+0.09mol+0.12mol=0.41mol，第3組實(shí)驗(yàn)所得溶液中的OH^-濃度為

0.41mol

0.5L

=0.82mol/L，
故答案為：0.82mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理等，綜合性較大，難度較大，旨在考查學(xué)生的綜合能力，是一道不錯(cuò)的能力考查題．