Question

9．将50g质量分数为7.3%盐酸和50g质量分数为24%的MgSO₄溶液进行混合后，得到100g混合溶液，向混合液中滴加质量分数为3.42%的Ba（OH）₂溶液至过量．（为便于计算设溶液的密度为1.0g/cm³）
（1）写出MgSO₄与Ba（OH）₂反应的化学方程式：MgSO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+Mg（OH）₂↓．
（2）刚开始向混合液中滴入少许Ba（OH）₂溶液时，产生沉淀的化学式为BaSO₄．
（3）Ba（OH）₂溶液滴加多少mL时？混合液中的盐酸恰好完全被中和．
（4）当滴入的Ba（OH）₂溶液体积为500mL时，产生的沉淀质量共有多少克？

Answer 1

分析 向盐酸和MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂后，Ba²⁺与溶液中的SO₄^2-反应生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，OH^-先跟盐酸的H⁺发生中和反应；若OH^-先和Mg²⁺产生沉淀Mg（OH）₂，由于HCl的存在，HCl能将生成Mg（OH）₂溶解，故OH^-先跟盐酸的H⁺反应，待H⁺完全反应，OH^-与Mg²⁺开始生成Mg（OH）₂沉淀．

解答 解：（1）硫酸镁与氢氧化钡反应生成氢氧化镁和硫酸钡，化学方程式为：MgSO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+Mg（OH）₂↓
（2）向盐酸和MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂后，Ba²⁺与溶液中的SO₄^2-反应生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，OH^-先跟盐酸的H⁺发生中和反应；若OH^-先和Mg²⁺产生沉淀Mg（OH）₂，由于HCl的存在，HCl能将生成Mg（OH）₂溶解，所以刚开始向混合液中滴入少许Ba（OH）₂溶液时，产生沉淀的化学式为BaSO₄；
（3）50g质量分数分别为7.3%盐酸和24%MgSO₄的混合溶液中，氯化氢的质量=50g×7.3%=3.65g，硫酸镁的质量=50g×24%=12g；向盐酸和MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂后，Ba²⁺与溶液中的SO₄^2-反应生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，OH^-先跟盐酸的H⁺发生中和反应，待H⁺完全反应，OH^-与Mg²⁺开始生成Mg（OH）₂沉淀；
设与3.65g氯化氢完全反应，需要质量分数为3.42%的Ba（OH）₂的质量为x，
  2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+H₂O
    73    171
    3.65g 3.42%×x 
$\frac{73}{3.65g}$=$\frac{171}{3.42%×x}$
x=250g
Ba（OH）₂溶液体积为：$\frac{250g}{1.0g/c{m}^{3}}$=250cm³=250mL
（4）当2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+H₂O，BaCl₂+MgSO₄═BaSO₄↓+MgCl₂，由以上两个方程式得出关系式：2HCl～BaSO₄～MgSO₄～MgCl₂
设生成硫酸钡的质量为x，反应掉的硫酸镁的质量为y，生成的氯化镁质量为z
所以：2HCl～BaSO₄～MgSO₄～MgCl₂
       73   233    120    95
      3.65g   x     y     z
$\frac{73}{3.65g}$=$\frac{233}{x}$=$\frac{120}{y}$=$\frac{95}{z}$
解得：x=11.65g      y=6g           z=4.75g
这时的溶液是硫酸镁和氯化镁的混合溶液，当加入氢氧化钡溶液时产生了硫酸钡沉淀和氢氧化镁沉淀；当硫酸镁完全反应后，再加入氢氧化钡溶液时只产生氢氧化镁沉淀，当氯化镁完全反应后再加入氢氧化钡溶液时 不再产生沉淀．溶液中硫酸镁的质量为12g-6g=6g；
设6g的硫酸镁与氢氧化钡反应生成的生成的硫酸钡为p，氢氧化镁为q，氢氧化钡溶液的质量为m
MgSO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+Mg（OH）₂↓
120   171        233       58
6g     m          p      q  
$\frac{120}{6g}$=$\frac{171}{m}$=$\frac{233}{p}$=$\frac{58}{q}$
解得：m=250g     p=11.65g        q=2.9g
当加入250g+250=500g的Ba（OH）₂溶液时产生的是硫酸钡和氢氧化镁沉淀，沉淀质量为11.65g+11.65g+2.9g=26.2g；
故答案为：
（1）MgSO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+Mg（OH）₂↓
（2）BaSO₄
（3）250mL
（4）26.2g

点评 解答本题的关键是分清：当溶液中含有盐酸时，加入氢氧化钡溶液，不产生氢氧化镁沉淀，只产生硫酸钡沉淀；当溶液中的盐酸完全反应了，这时加入氢氧化钡溶液产生的沉淀是氢氧化镁和硫酸钡的混合物