Question

用沉淀法測定NaHCO₃和K₂CO₃混合物的組成．實驗過程是每次稱取一定質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500mL，每次實驗均充分反應．實驗記錄如下：

實驗次數	樣品質量/g	沉淀質量/g
1	1.716	2.758
2	2.574	4.137
3	3.432	5.516
4	4.290	5.516

回答下列問題：
（1）第2次實驗中產生沉淀質量是多少，將結果填入表格空白處．
（2）Ba（OH）₂溶液中溶質的物質的量濃度是

0.056mol/L

．
（3）第2次實驗樣品中NaHCO₃的物質的量是

0.006mol

．
（4）室溫下取第2組實驗所得溶液體積的

1

10

，加水配成500mL溶液，求稀釋以后溶液的pH？（要求書寫計算過程）

Answer 1

分析：（1）第3次、第4次生成沉淀碳酸鋇質量都為5.516g，說明樣品質量為3.342g時，氫氧化鋇已經完全反應，第1次、第3次樣品的質量分別為1.716g、3.432g，第1次、第3次生成沉淀碳酸鋇質量分別為2.758g、5.516g，樣品的質量之比等于生成的沉淀質量之比為1：2，說明第3次恰好完全反應．根據第1次與第2次樣品之比計算第2次生成沉淀的質量．
（2）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量都為5.516g，說明樣品質量為3.342g時，氫氧化鋇已經完全反應，碳酸鋇的物質的量為

5.516g

197g/mol

=0.028mol，根據鋇離子守恒可知氫氧化鋇的物質的量為0.028mol，據此計算．
（3）第2次實驗中樣品完全反應，令碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質的量分別為xmol、ymol，根據碳元素守恒可知沉淀碳酸鋇的物質的量為（x+y）mol，根據樣品質量與碳酸鋇沉淀質量列方程計算．
（4）第2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，由鋇離子守恒可知，溶液中氫氧化鋇的物質的量為500ml氫氧化鋇溶液中氫氧化鋇的物質的量減去生成的碳酸鋇的物質的量，由鈉離子守恒可知，溶液中氫氧化鈉的物質的量等于第2次實驗樣品中碳酸氫鈉的物質的量，由鉀離子守恒可知，溶液中氫氧化鉀的物質的量等于第2次實驗樣品中碳酸鉀的2倍，根據溶液中氫氧化鋇、氫氧化鈉、氫氧化鉀的物質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3次、第4次生成沉淀碳酸鋇質量都為5.516g，說明樣品質量為3.342g時，氫氧化鋇已經完全反應，第1次、第3次樣品的質量分別為1.716g、3.432g，第1次、第3次生成沉淀碳酸鋇質量分別為2.758g、5.516g，樣品的質量之比等于生成的沉淀質量之比為1：2，說明第3次恰好完全反應．第2次實驗中樣品完全反應，令產生沉淀質量為mg，則：
1.716g：2.574g=2.758g：mg，解得m=4.137
故答案為：4.137．
（2）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量都為5.516g，說明樣品質量為3.342g時，氫氧化鋇已經完全反應，碳酸鋇的物質的量為

5.516g

197g/mol

=0.028mol，根據鋇離子守恒可知氫氧化鋇的物質的量為0.028mol，所以Ba（OH）₂溶液中溶質的物質的量濃度是

0.028mol

0.5L

=0.056mol/L．
故答案為：0.056mol/L．
（3）第2次實驗中樣品完全反應，令碳酸氫鈉與碳酸鉀的物質的量分別為xmol、ymol，則：

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

，解得x=0.006，y=0.015．
故答案為：0.006mol．
（4）第2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碳酸鋇的物質的量為

4.137g

197g/mol

=0.021mol，由鋇離子守恒可知，溶液中n[Ba（OH）₂]=0.056L/mol×0.5L-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

10

，含有的氫氧根的物質的量為0.005mol，加水配成500mL溶液，氫氧根的濃度為

0.005mol

0.5L

=0.01mol/L，所以c（H+）=10^-12mol/L，所以溶液的pH=-log10^-12=12．
答：稀釋以后溶液的pH為12．

點評：考查混合物的計算、實驗數據分析處理、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．