Question

19．取50.0mLNa₂CO₃和Na₂SO₄的混合溶液，加入過量BaCl₂溶液后得到14.51g白色沉淀，用過量稀硝酸處理后沉淀量減少到4.66g，并有氣體放出，試計算：
（1）原混合液中CO₃^2-的物質的量濃度為1mol/L，Na⁺的物質的量濃度為2.8mol/L．
（2）產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積11.2L．

Answer 1

分析 （1）14.51克白色沉淀是BaCO₃和BaSO₄混合物，BaSO₄不溶于水與硝酸，BaCO₃溶于硝酸，故白色沉淀中加入過量的稀HNO₃，充分反應后，沉淀減少到4.66g為BaSO₄的質量，可得BaCO₃的質量為14.51g-4.66g=9.85g，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算BaCO₃和BaSO₄的物質的量，Na₂SO₄的物質的量等同于BaSO₄的物質的量，Na₂CO₃的物質的量等同于BaCO₃的物質的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算原混和溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的物質的量濃度，最后分別計算出原混合液中碳酸根離子、鈉離子的濃度；
（2）發(fā)生反應BaCO₃+2HNO₃═Ba（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑，由方程式可知n（CO₂）=n（BaCO₃），再根據(jù)V=nV_m計算CO₂的體積．

解答 解：（1）14.51克白色沉淀是BaCO₃和BaSO₄混合物，加入過量的稀HNO₃，充分反應后，剩余沉淀4.66g為BaSO₄，BaSO₄的物質的量為：$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，由硫酸根守恒可知n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.02mol，所以Na₂SO₄物質的量的濃度為：$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L，
減少的沉淀質量為BaCO₃，故BaCO₃的質量為14.51g-4.66g=9.85g，物質的量為：$\frac{9.85g}{197g/mol}$=0.05mol，由碳酸根守恒可知n（Na₂CO₃）=n（BaCO₃）=0.05mol，所以Na₂CO₃的物質的量濃度為：$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L，
則原混合液中CO₃^2-的物質的量濃度為：c（CO₃^2-）=c（Na₂CO₃）=1mol/L；
Na⁺的物質的量濃度為：c（Na⁺）=2c（Na₂CO₃）+2c（Na₂SO₄）=1mol/L×2+0.4mol/L×2=2.8mol/L，
故答案為：1mol/L；2.8mol/L；
（2）發(fā)生反應BaCO₃+2HNO₃═Ba（NO₃）₂+H₂O+CO₂↑，由方程式可知n（CO₂）=n（BaCO₃）=0.05mol，故生成的二氧化碳的體積為：0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案為：1.12．

點評 本題考查混合物的有關計算，題目難度不大，明確反應過程理解沉淀質量減少的原因是關鍵，注意守恒思想的運用，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．