Question

9．有NaHSO₄、Ba（OH）₂、NaHCO₃ 三种溶液，已知其中两种溶液的物质的量浓度相同，且分别为另一种溶液的物质的量浓度的2倍；若先将 NaHSO₄和NaHCO₃溶液各100mL混合反应后，再加入Ba（OH）₂溶液100mL，充分反应后，将生成的白色沉淀滤出，得300mL滤液，测得滤液中只含NaOH溶质，其物质的量的浓度为 0.9mol•L^-1（不考虑混合时引起的溶液体积的变化），试回答下列问题：
（1）写出Ba（OH）₂溶液与过量NaHCO₃溶液反应的离子方程式：Ba²⁺+2OH^-+2HCO₃^-=BaCO₃↓+2H₂O+CO₃^2-；
（2）写出NaHSO₄溶液和NaHCO₃溶液反应的离子方程式：H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑；
（3）通过分析，判断原Ba（OH）₂、NaHSO₄、NaHCO₃ 三种溶液中哪两种溶液的物质的量浓度不可能相同？NaHSO₄、NaHCO₃（填化学式）．
（4）题中NaHCO₃ 溶液的浓度可能为0.9mol•L^-1或1.8mol•L^-1 ．

Answer 1

分析 （1）Ba（OH）₂溶液与过量NaHCO₃溶液反应生成碳酸钡、碳酸钠和水；
（2）NaHSO₄溶液和NaHCO₃溶液反应生成二氧化碳、水；
（3）根据NaHSO₄与NaHCO₃这两种物质的物质量的浓度相同时，最后的溶液中必有硫酸根离子，不可能只剩下氢氧化钠；
根据NaHSO₄与NaHCO₃这两种物质的物质量的浓度相同时，最后的溶液中必有硫酸根离子，不可能只剩下氢氧化钠；
（4）有两种可能，第一种可能是c[Ba（OH）₂]=c（NaHSO₄）=2c（NaHCO₃）；第二种可能是c[Ba（OH）₂]=c（NaHCO₃）=2c（NaHSO₄）分别进行计算．

解答 解：（1）Ba（OH）₂溶液与过量NaHCO₃溶液反应生成碳酸钡、碳酸钠和水，离子方程式为Ba²⁺+2OH^-+2HCO₃^-=BaCO₃↓+2H₂O+CO₃^2-，故答案为：Ba²⁺+2OH^-+2HCO₃^-=BaCO₃↓+2H₂O+CO₃^2-；
（2）NaHSO₄溶液和NaHCO₃溶液反应生成二氧化碳、水，离子方程式为H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑，故答案为：H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑；
（3）NaHSO₄与NaHCO₃这两种物质的物质量的浓度相同时混合发生反应：2NaHSO₄+2NaHCO₃=Na₂SO₄+Na₂CO₃，Na₂SO₄、Na₂CO₃的物质的量与Ba（OH）₂的物质的量相等，最后的溶液中必有硫酸根离子，不可能只剩下氢氧化钠，
故答案为：NaHSO₄、NaHCO₃；
（4）第一种可能，设c[Ba（OH）₂]=c（NaHSO₄）=2c（NaHCO₃）=x；
      2NaHSO₄ +2NaHCO₃=2Na₂SO₄ +2H₂O+2CO₂↑
      0.1x       0.05x     0.05x   
      Na₂SO₄ +Ba（OH）₂ =BaSO₄↓+2NaOH      
       0.05x   0.05x          0.1x 
       NaHSO₄ +Ba（OH）₂ =BaSO₄↓+NaOH+2H₂O      
       0.05x  0.05x            0.05x 
与Ba（OH）₂ 恰好反应生成BaSO₄和NaOH，则有$\frac{0.15xmol}{0.3L}$=0.9mol•L^-1，解得x=1.8mol•L^-1，所以 c[Ba（OH）₂]=c（NaHSO₄）=1.8mol/L，c（NaHCO₃）=0.9mol/L，
第二种可能，设c[Ba（OH）₂]=c（NaHCO₃）=2c（NaHSO₄）=x；
      2NaHSO₄ +2NaHCO₃=2Na₂SO₄ +2H₂O+2CO₂↑
      0.05x      0.1x     0.05x   
      Na₂SO₄ +Ba（OH）₂ =BaSO₄↓+2NaOH      
       0.05x      0.05x                 0.1x 
        NaHCO₃ +Ba（OH）₂ =BaCO₃↓+NaOH+2H₂O      
       0.05x      0.05x                0.05x 
与Ba（OH）₂ 恰好反应生成BaSO₄、BaCO₃和NaOH，则有$\frac{0.15xmol}{0.3L}$=0.9mol•L^-1，解得x=1.8mol•L^-1，所以c[Ba（OH）₂]=c（NaHCO₃）=1.8mol/L，c（NaHSO₄）=0.9mol/L．
故答案为：0.9 mol•L^-1或1.8mol•L^-1 ．

点评 本题考查离子方程式的书写及离子方程式有关计算，为高频考点，明确反应实质及各个物理量关系是解本题关键，注意（4）题计算，题目难度中等．