Question

7．取100mLNa₂CO₃和NaSO₄的混合溶液，加入过量BaCl₂溶液后得到14.51克白色沉淀，用过量稀盐酸处理后沉淀量减少到4.66克，并有气体放出，试计算：
（1）原混合液中Na⁺的物质的量浓度．
（2）用离子方程式表示产生气体的化学反应，计算标准状况下气体的体积．

Answer 1

分析 14.51克白色沉淀是BaCO₃和BaSO₄混合物，BaSO₄不溶于水与盐酸，BaCO₃溶于盐酸，故白色沉淀中加入过量的稀盐酸，充分反应后，沉淀减少到4.66g为BaSO₄的质量，可得BaCO₃的质量为14.51g-4.66g=9.85g，计算BaCO₃和BaSO₄的物质的量，根据元素守恒计算Na₂SO₄、Na₂CO₃的物质的量，进而计算原混和溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的物质的量浓度，根据碳元素守恒计算二氧化碳物质的量，再根据m=nM计算二氧化碳的体积．

解答 解：混合液加入过量BaCl₂溶液后，发生Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl，Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl，故14.51克白色沉淀是BaCO₃和BaSO₄混合物，加入过量的稀HCl，发生反应：BaCO₃+2HCl=BaCl₂+CO₂↑+H₂O，剩余沉淀4.66g为BaSO₄，
（1）n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，所以c（Na₂SO₄）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，
m（BaCO₃）=14.51g-4.66g=9.85g，n（Na₂CO₃）=n（BaCO₃）=$\frac{9.85g}{197g/mol}$=0.05mol，碳酸钠和硫酸钠中钠离子物质的量为：0.02mol×2+0.05mol×2=0.14mol，
钠离子的浓度c=$\frac{0.14mol}{0.1L}$=1.4mol/L，
答：原混合液中Na⁺的物质的量浓度是1.4mol/L；
（2）硫酸钡和碳酸钡的混合液，只有碳酸钡可以溶于盐酸中，产生二氧化碳气体，反应为：BaCO₃+2HCl=BaCl₂+CO₂↑+H₂O，即BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，
n（CO₂）=n（BaCO₃）=0.05mol，故V（CO₂）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
答：产生气体的化学反应为：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+CO₂↑+H₂O，生成气体的体积是1.12L．

点评 本题考查混合物的有关计算、化学方程式的计算，难度不大，清楚反应过程理解沉淀质量减少的原因是关键，注意守恒思想的运用．