Question

烧杯中装有100g质量分数分别是3.65%的盐酸和12%的MgSO₄的混合溶液，小科同学向烧杯中滴加质量分数为3.42%的Ba（OH）₂溶液至过量，并对实验中产生的沉淀的质量和所加的Ba（OH）₂溶液的质量进行了准确测量，绘制了如图所示关系图线，求：
（1）当所加Ba（OH）₂溶液质量为200g时，烧杯中生成的沉淀物为

 

；
（2）当所加Ba（OH）₂溶液质量为500g时，烧杯中的沉淀物的总质量为

 

g；
（3）当烧杯中沉淀质量恰好不再增加时，所得溶液的溶质质量分数为

 

（结果保留一位小数）．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

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）100g质量分数分别为3.65%盐酸和12%MgSO₄的混合溶液中，氯化氢的质量=100g×3.65%=3.65g，硫酸镁的质量=100g×12%=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   v

73

3.65g

=

171

v

v=250g＞200g
此时当所加Ba（OH）₂溶液质量为200g时，烧杯中生成的沉淀物为BaSO₄沉淀
（2）因为：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

73

3.65g

=

233

x

=

120

y

=

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  

120

6g

=

171

m

=

233

p

=

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；
（3）再设4.75g的氯化镁与氢氧化钡溶液反应，需氢氧化钡溶液的质量为n，生成的氢氧化镁沉淀的质量为r，生成的氯化钡的质量为s
MgCl₂+Ba（OH）₂═BaCl₂+Mg（OH）₂↓
95     171       208         58
4.75g   n         s        r

95

4.75g

=

171

n

=

58

r

   

95

4.75g

=

208

s

解得：n=250g  r=2.9g      s=9.3g
当加入500g+250g=750g的Ba（OH）₂溶液时，只产生氢氧化镁沉淀，沉淀质量为26.2g+2.9g=29.1g；当加入Ba（OH）₂溶液大于750g时，不产生沉淀，
当烧杯中沉淀质量恰好不再增加时，所得溶液的溶质质量分数为

9.3g

100g+750g-29.1g

×100%=1.1%
答案：
（1）硫酸钡
（2）26.2
（3）1.1%

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．