Question

有一瓶Na₂CO₃和Na₂SO₄的药品混合物，某同学欲测定该药品Na₂SO₄的纯度，进行如下分析：取试样x g，用适量的蒸馏水配成溶液，加入足量的BaCl₂溶液使沉淀完全．滤出的沉淀经洗涤、干燥后，质量为 y g．将沉淀用足量盐酸洗涤后过滤，取沉淀洗涤、干燥得到z g固体．
（1）y的取值范围为

 

．（用含有x的式子表示）
（2）求Na₂SO₄的质量分数．

Answer 1

分析：（1）根据氯化钡和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉底和氯化钠，氯化钡和硫酸钠溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，所以可假设该试样全部是碳酸钠或硫酸钠，而后分别计算沉淀的量；
（2）根据硫酸钡不溶于稀盐酸，所以将沉淀用足量盐酸洗涤后过滤，取沉淀洗涤、干燥得到zg固体就是生成的硫酸钡沉淀的质量，进而求出Na₂SO₄的质量以及Na₂SO₄的质量分数．

解答：解：（1）假定样品全部是Na₂CO₃，则加入BaCl₂后，全部生成BaCO₃沉淀．
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
106           197
xg            yg

106

xg

=

197

yg

y=

197x

106

而假定样品全部是Na₂SO₄，则加入BaCl₂后，全部生成BaSO₄沉淀；
Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl
142          233
xg            yg

142

xg

=

233

yg

y=

233x

142

所以y的取值范围为

233x

142

＜y＜

197x

106

；故填：

233x

142

＜y＜

197x

106

；
（2）硫酸钡不溶于稀盐酸，所以将沉淀用足量盐酸洗涤后过滤，取沉淀洗涤、干燥得到zg固体就是生成的硫酸钡沉淀的质量．
设Na₂SO₄的质量为w
BaCl₂+Na₂SO₄=2NaCl+BaSO₄↓
      142          233
       w            zg        

142

w

=

233

zg

w=

142z

233

g
Na₂SO₄的质量分数=

142z 233 g

xg

×100%=

14200z

233x

%
答：Na₂SO₄的质量分数为

14200z

233x

%．

点评：此题是一道较为复杂的计算题，解题的关键是采用极端假设的方式对相关的质量关系进行分析探讨，属于竞赛题型；