Question

某同學(xué)查得Ba（OH）₂?8H₂O晶體在20℃時(shí)的溶解度為3.9g/100g水，則20℃時(shí)，Ba（OH）₂飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

 （答案保留2位小數(shù)）．
（1）過(guò)氧化鋇（BaO₂）是一種常用的氧化劑．工業(yè)上制取過(guò)氧化鋇的方法之一是2BaO+O₂

500～520℃

2BaO₂．現(xiàn)有16.0噸的氧化鋇在足量的氧氣中加熱反應(yīng)后，固體的質(zhì)量變?yōu)?7.6噸．那么實(shí)際參加反應(yīng)的氧化鋇的質(zhì)量為

 

噸．
取不同質(zhì)量由Ba（OH）₂?nH₂O和BaCO₃組成的樣品，加水溶解后加入80mL 1.0mol/L的鹽酸，并不斷地?cái)嚢瑁�所得CO₂氣體的體積（已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）與加入樣品的質(zhì)量關(guān)系通過(guò)描點(diǎn)得到如圖（在此過(guò)程中不考慮Ba（HCO₃）₂的生成和CO₂的溶解）．
請(qǐng)計(jì)算：
（2）在11.58g樣品中BaCO₃的質(zhì)量為多少g？（寫出計(jì)算過(guò)程）
（3）化學(xué)式Ba（OH）₂?nH₂O中n的值為多少？（寫出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,溶解度、飽和溶液的概念

專題：

分析：假定水為100g，則溶解3.9gBa（OH）₂?8H₂O，故溶液的質(zhì)量為103.9g，根據(jù)化學(xué)式中氫氧化鋇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算3.9g氫氧化鋇晶體中含有氫氧化鋇的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算；
（1）16.0噸的氧化鋇在足量的氧氣中加熱反應(yīng)后，固體的質(zhì)量變?yōu)?7.6噸，質(zhì)量增重為參加反應(yīng)是氧氣的質(zhì)量，據(jù)此根據(jù)方程式計(jì)算實(shí)際參加反應(yīng)的氧化鋇的質(zhì)量；
（2）最高點(diǎn)時(shí)，鹽酸與氫氧化鋇、碳酸鋇恰好反應(yīng)，最高點(diǎn)之前，鹽酸有剩余，最高點(diǎn)之后氫氧化鋇完全反應(yīng)、碳酸鋇有剩余，至橫軸時(shí)氫氧化鋇與鹽酸恰好反應(yīng)，碳酸鋇不反應(yīng)，加入樣品1.93g生成氣體112mL為二氧化碳，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)碳原子守恒計(jì)算碳酸鋇的物質(zhì)的量，根據(jù)定組成計(jì)算11.58g混合物中含有的碳酸鋇的物質(zhì)的量，進(jìn)而根據(jù)m=nM計(jì)算碳酸鋇的質(zhì)量；
（3）根據(jù)①中碳酸鋇的質(zhì)量計(jì)算11.58g混合物中含有的氫氧化鋇晶體的質(zhì)量．加入樣品11.58g生成氣體224mL二氧化碳，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量，計(jì)算生成二氧化碳消耗的鹽酸的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算與氫氧化鋇反應(yīng)消耗的鹽酸的物質(zhì)的量，可得氫氧化鈉晶體的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算氫氧化鋇晶體中n的值．

解答： 解：假定水為100g，則溶解3.9gBa（OH）₂?8H₂O，故溶液的質(zhì)量為103.9g，3.9g氫氧化鋇晶體中含有氫氧化鋇的質(zhì)量為3.9g×

171

171+8×18

=2.117g，20℃時(shí)，Ba（OH）₂飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2.117g

103.9g

=0.02，故答案為：0.02；
（1）16.0噸的氧化鋇在足量的氧氣中加熱反應(yīng)后，固體的質(zhì)量變?yōu)?7.6噸，故參加反應(yīng)是氧氣的質(zhì)量為17.6噸-16噸=1.6噸，則：
2BaO+O₂

500-520℃

2BaO₂
2×153   32
 m      1.6噸
所以m=

2×153×1.6噸

32

=15.3噸
故答案為：15.3；
（2）最高點(diǎn)時(shí)，鹽酸與氫氧化鋇、碳酸鋇恰好反應(yīng)，最高點(diǎn)之前，鹽酸有剩余，最高點(diǎn)之后氫氧化鋇完全反應(yīng)、碳酸鋇有剩余，至橫軸時(shí)氫氧化鋇與鹽酸恰好反應(yīng)，碳酸鋇不反應(yīng)，加入樣品1.93g生成氣體112mL為二氧化碳，二氧化碳的物質(zhì)的量為

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，根據(jù)碳原子守恒可知碳酸鋇的物質(zhì)的量為0.005mol，故11.58g混合物中含有的碳酸鋇的物質(zhì)的量為0.005mol×

11.58g

1.93g

=0.03mol，故11.58g樣品中BaCO₃的質(zhì)量為0.03mol×197g/mol=5.91g，
答：11.58g樣品中BaCO₃的質(zhì)量為5.91g；
（3）11.58g混合物中含有的氫氧化鋇晶體的質(zhì)量為11.58g-5.91g=5.67g．加入樣品11.58g生成氣體224mL二氧化碳，二氧化碳的物質(zhì)的量為

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，故生成二氧化碳消耗的鹽酸的物質(zhì)的量為0.01mol×2=0.02mol，與氫氧化鋇反應(yīng)消耗的鹽酸的物質(zhì)的量為0.08L×1mol/L-0.02mol=0.06mol，故氫氧化鈉晶體的物質(zhì)的量為0.06mol×

1

2

=0.03mol，故0.03×（171+18n）=5.67，解得n=1，
答：化學(xué)式Ba（OH）₂?nH₂O中n的值為1．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物的有關(guān)計(jì)算，為拼湊型題目，題目計(jì)算量很大，閱讀量很大，計(jì)算步驟多且繁瑣，是對(duì)學(xué)生心理素質(zhì)與綜合能力的考查，難度較大，需要學(xué)生全面掌握知識(shí)并能靈活運(yùn)用．