Question

有一瓶Na₂CO₃和Na₂SO₄的藥品混合物，某同學欲測定該藥品Na₂SO₄的純度，進行如下分析：取試樣x g，用適量的蒸餾水配成溶液，加入足量的BaCl₂溶液使沉淀完全．濾出的沉淀經洗滌、干燥后，質量為 y g．將沉淀用足量鹽酸洗滌后過濾，取沉淀洗滌、干燥得到z g固體．
（1）y的取值范圍為

 

．（用含有x的式子表示）
（2）求Na₂SO₄的質量分數．

Answer 1

分析：（1）根據氯化鋇和碳酸鈉溶液反應生成碳酸鋇沉底和氯化鈉，氯化鋇和硫酸鈉溶液反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，所以可假設該試樣全部是碳酸鈉或硫酸鈉，而后分別計算沉淀的量；
（2）根據硫酸鋇不溶于稀鹽酸，所以將沉淀用足量鹽酸洗滌后過濾，取沉淀洗滌、干燥得到zg固體就是生成的硫酸鋇沉淀的質量，進而求出Na₂SO₄的質量以及Na₂SO₄的質量分數．

解答：解：（1）假定樣品全部是Na₂CO₃，則加入BaCl₂后，全部生成BaCO₃沉淀．
Na₂CO₃+BaCl₂=BaCO₃↓+2NaCl
106           197
xg            yg

106

xg

=

197

yg

y=

197x

106

而假定樣品全部是Na₂SO₄，則加入BaCl₂后，全部生成BaSO₄沉淀；
Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl
142          233
xg            yg

142

xg

=

233

yg

y=

233x

142

所以y的取值范圍為

233x

142

＜y＜

197x

106

；故填：

233x

142

＜y＜

197x

106

；
（2）硫酸鋇不溶于稀鹽酸，所以將沉淀用足量鹽酸洗滌后過濾，取沉淀洗滌、干燥得到zg固體就是生成的硫酸鋇沉淀的質量．
設Na₂SO₄的質量為w
BaCl₂+Na₂SO₄=2NaCl+BaSO₄↓
      142          233
       w            zg        

142

w

=

233

zg

w=

142z

233

g
Na₂SO₄的質量分數=

142z 233 g

xg

×100%=

14200z

233x

%
答：Na₂SO₄的質量分數為

14200z

233x

%．

點評：此題是一道較為復雜的計算題，解題的關鍵是采用極端假設的方式對相關的質量關系進行分析探討，屬于競賽題型；