Question

（2012?河西區二模）為測定某未知濃度的氫氧化鋇溶液中溶質的質量分數，取某稀硫酸溶液220g，逐滴加入氫氧化鋇溶液300g，同時用pH計測定并記錄反應過程中混合溶液pH的變化情況如圖所示，過濾后得濾液473.4g．求：
（1）氫氧化鋇溶液的溶質質量分數．
（2）若要得到上述的稀硫酸溶液220g，則需要98%的濃硫酸（濃硫酸密度為1.84g/cm³）多少毫升？
（3）燃燒含硫量高的煤容易形成硫酸型酸雨，硫經過燃燒等一系列的化合反應，轉化為硫酸．若生成的硫酸配制成上述的稀硫酸溶液220g，則需要含硫1%的煤多少克？

Answer 1

分析：（1）根據圖象可知，當加入200g氫氧化鋇溶液時，與稀硫酸恰好完全中和，溶液的pH值為7，此后所加氫氧化鋇溶液不再發生反應，因此，根據質量守恒定律可計算加入200g氫氧化鋇溶液恰好完全反應時生成沉淀的質量；利用沉淀硫酸鋇的質量，根據反應的化學方程式，計算出200g氫氧化鋇溶液中溶質氫氧化鋇的質量，及參加反應的硫酸的質量，最后使用溶液中溶質質量分數公式計算氫氧化鋇溶液的溶質質量分數；
（2）溶液稀釋前后，溶質的質量 不變，m=vρ；
（3）據元素的質量在反應前后不變進行解答．

解答：解：（1）根據質量守恒定律：溶液減少的質量就是生成的硫酸鋇的質量，則生成的BaSO₄質量為：220g+300g-473.4g=46.6g；根據圖象可知，當加入200g氫氧化鋇溶液時，與稀硫酸恰好完全中和，溶液的pH值為7，此后所加氫氧化鋇溶液不再發生反應；
設200g氫氧化鋇溶液中含Ba（OH）₂的質量為x，參加反應的硫酸的質量為y
Ba（OH）₂+H₂SO₄═BaSO₄↓+2 H₂O   
171       98    233
x         y    46.6g

171

x

=

233

4.66g

    x=34.2g

98

y

=

233

4.66g

     y=19.6g
∴氫氧化鋇溶液的質量分數=

34.2g

200g

×100%=17.1%；
（2）溶液稀釋前后，溶質的質量 不變，設需要98%的濃硫酸（濃硫酸密度為1.84g/cm³）的體積為v，則有：19.6g=98%×v×1.84g/cm³，解得v≈10.9mL；
（3）設需要含硫1%的煤的質量為a，則有19.6g×

32

2+32+64

×100%=a×1%，解得a=640g；
答：（1）氫氧化鋇溶液的溶質質量分數是17.1%；
（2）若要得到上述的稀硫酸溶液220g，則需要98%的濃硫酸（濃硫酸密度為1.84g/cm³）10.9毫升；
（3）若生成的硫酸配制成上述的稀硫酸溶液220g，則需要含硫1%的煤640克．

點評：本題解題的關鍵是會根據質量守恒定律求生成沉淀硫酸鋇的質量，生成沉淀硫酸鋇的質量=稀硫酸的質量+所加入氫氧化鋇溶液的質量-過濾后所得濾液的質量，溶液稀釋前后溶質的質量不變，并據方程式計算解答．