Question

用沉淀法測定NaHCO₃和K₂CO₃混合物的組成．實驗過程中是每次稱取一定質(zhì)量的樣品溶于水制成溶液，向其中滴加相同濃度的Ba（OH）₂溶液，每次實驗均充分反應．實驗記錄見下表：

實驗次數(shù)	稱取樣品的質(zhì)量/g	所加Ba（OH）2溶液的體積/L	測得生成沉淀的質(zhì)量/g
1	0.858	0.5	1.379
2	1.716	0.5	2.758
3	2.574	0.5	4.137
4	3.432	0.5	5.516
5	4.290	0.5	5.516
6	5.148	0.5	5.516

回答下列問題：
（1）第2次實驗中產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量是多少克，請將結(jié)果填在表格相應空格中？
（2）樣品中NaHCO₃和K₂CO₃的物質(zhì)的量之比是

2：5

．
（3）室溫下取第3組實驗所得溶液體積的

1

100

，加水配成500mL溶液，求稀釋以后溶液pH？（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）第4次、第5次生成沉淀碳酸鋇質(zhì)量都為5.516g，說明樣品質(zhì)量為3.342g時，氫氧化鋇已經(jīng)完全反應，第1次、第3次樣品的質(zhì)量分別為0.858g、2.574g，第1次、第3次生成沉淀碳酸鋇質(zhì)量分別為1.379g、4.137g，樣品的質(zhì)量之比等于生成的沉淀質(zhì)量之比為1：3，說明第3次恰好完全反應，根據(jù)第1次與第2次樣品之比計算第2次生成沉淀的質(zhì)量；
（2）第3次實驗中樣品完全反應，令碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)碳元素守恒可知沉淀碳酸鋇的物質(zhì)的量為（x+y）mol，根據(jù)樣品質(zhì)量與碳酸鋇沉淀質(zhì)量列方程計算；
（3）第3組實驗反應后溶液為氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的混合溶液，由鋇離子守恒計算溶液中鋇離子物質(zhì)的量，由鈉離子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO₃），由鉀離子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K₂CO₃），根據(jù)溶液中氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的物質(zhì)的量計算氫氧根的濃度，在計算稀釋后氫氧根的濃度，利用pH值定義計算．

解答：解：（1）第4次、第5次生成沉淀碳酸鋇的質(zhì)量都為5.516g，說明樣品質(zhì)量為3.342g時，氫氧化鋇已經(jīng)完全反應，第1次、第3次樣品的質(zhì)量分別為0.858g、2.574g，第1次、第3次生成沉淀碳酸鋇質(zhì)量分別為1.379g、4.137g，樣品的質(zhì)量之比等于生成的沉淀質(zhì)量之比為1：3，說明第3次恰好完全反應，第2次實驗中樣品完全反應，令產(chǎn)生沉淀質(zhì)量為mg，則：1.716g：2.574g=mg：4.137g，解得m=2.758，
故答案為：2.758g；
（2）第3次實驗中樣品完全反應，令碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：

84x+138y=2.574 197x+197y=4.137

解得x=0.006，y=0.015，
故n（NaHCO₃）：n（K₂CO₃）=0.006mol：0.015mol=2：5，
故答案為：2：5；
（3）實驗中每次滴加相同濃度的Ba（OH）₂溶液500mL，第3次、第4次生成沉淀碳酸鋇質(zhì)量都為5.516g，說明樣品質(zhì)量為3.342g時，氫氧化鋇已經(jīng)完全反應，碳酸鋇的物質(zhì)的量為

5.516g

197g/mol

=0.028mol，根據(jù)鋇離子守恒可知氫氧化鋇的物質(zhì)的量為0.028mol，
第3組實驗反應后溶液為氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的混合溶液.4.137g碳酸鋇的物質(zhì)的量為

4.137

197g/mol

=0.021mol，由鋇離子守恒可知，溶液中n[Ba（OH）₂]=0.028mol-0.021mol=0.007mol；由鈉離子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO₃）=0.006mol；由鉀離子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K₂CO₃）=2×0.015mol=0.03mol；所以溶液中n（OH^-）=2n[Ba（OH）₂]+n（NaOH）+n（KOH）=0.007mol×2+0.006mol+0.03mol=0.05mol，取所得溶液體積的

1

100

，含有的氫氧根的物質(zhì)的量為0.0005mol，加水配成500mL溶液，氫氧根的濃度為

0.0005mol

0.5L

=0.001mol/L，所以c（H⁺）=10^-11mol/L，所以溶液的pH=-log10^-11=11，
答：稀釋以后溶液pH為11．

點評：本題考查混合物的計算、實驗數(shù)據(jù)分析處理、pH值計算等，綜合性較大，難度較大，旨在考查學生的綜合能力，是一道不錯的能力考查題．