Question

2．有一瓶（約100mL）硫酸和硝酸的混合溶液，取出10.00mL該混合溶液，加入足量氯化鋇溶液，充分反應后過濾、洗滌、烘干，可得到4.66g沉淀．濾液跟2.00mol•L^-1NaOH溶液反應，共用去35.00mL堿液時恰好中和．請分別計算混合液中H₂SO₄和HNO₃的物質的量濃度（請分步計算，寫出計算過程）

Answer 1

分析 4.66g沉淀是硫酸鋇的質量，根據n=$\frac{m}{M}$計算硫酸鋇的物質的量，根據方程式計算10mL混合酸液中n（H₂SO₄），再根據c=$\frac{n}{V}$計算硫酸的物質的量濃度；
濾液中氫離子的物質的量等于硫酸和硝酸電離產生的氫離子，加入NaOH溶液，發生反應H⁺+OH^-=H₂O，根據n=cV計算消耗的氫氧化鈉的物質的量，進而計算10mL原混合酸液中n（H⁺），原10mL混合酸液中n（H⁺）=n（HNO₃）+2n（H₂SO₄），據此計算原10mL溶液中n（HNO₃），再根據c=$\frac{n}{V}$計算硝酸的物質的量濃度．

解答 解：由H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄?+2HCl，可知n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g•mo{l}^{-1}}$=0.0200 mol，所以c（H₂SO₄）=$\frac{0.0200mol}{0.01000L}$=2.00mol•L^-1；
濾液中氫離子的物質的量等于硫酸和硝酸電離產生的氫離子，加入NaOH溶液，發生反應H⁺+OH^-=H₂O，消耗的氫氧化鈉的物質的量為0.035L×2mol/L=0.07mol，故10mL原混合酸液中n（H⁺）=n（NaOH）=0.07mol，原10mL混合酸液中n（H⁺）=n（HNO₃）+2n（H₂SO₄），故n（HNO₃）=0.07mol-2×0.02mol=0.03mol，故原混合酸液中硝酸的物質的量濃度為$\frac{0.03mol}{0.01L}$=3mol/L；
答：原混合酸液中H₂SO₄的物質的量濃度為2mol/L，HNO₃的物質的量濃度為3mol/L

點評 本題考查混合物的有關計算，難度中等，清楚發生的反應是關鍵，注意守恒法運用．