Question

18．取Na₂CO₃和Na₂SO₄的混合溶液50g，向其中加入過量的BaCL₂溶液后，得到14.51g的白色沉淀，用過量稀硝酸處理后，沉淀減少到4.66g，并有氣體產生．
（1）寫出上述有關的離子方程式．
（2）計算原混合溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的質量分數．

Answer 1

分析 （1）硫酸鋇不溶于稀硝酸，則不溶物為BaSO₄；碳酸鈉與氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀，CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓；硫酸鈉與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；碳酸鋇與稀硝酸反應生成硝酸鋇、二氧化碳氣體和水：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）碳酸鋇能夠溶于稀硝酸，硫酸鋇不溶，依據質量守恒得：n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol；碳酸鋇的質量為：14.51g-4.66g=9.85g，碳酸鋇的物質的量為：$\frac{9.85g}{197g/mol}$=0.05mol，根據質量守恒可知：n（Na₂CO₃）=n（BaCO₃）=0.05mol，然后根據m=nM計算出硫酸鈉、碳酸鈉的質量，再分別計算出二者的質量分數．

解答 解：（1）碳酸鋇溶于稀硝酸，而硫酸鋇不溶，則不溶物為BaSO₄；
碳酸鈉與氯化鋇反應生成碳酸鋇沉淀，反應的化學方程式為：BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl，離子方程式為：CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓；
硫酸鈉與氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，反應的化學方程式為：BaCl₂+Na₂SO₄═BaSO₄↓+2NaCl，離子方程式為：SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓；
碳酸鋇與稀硝酸反應生成硝酸鋇、二氧化碳氣體和水，反應的離子方程式為：BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑，
答：有關的離子方程式為：CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓、BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）碳酸鋇能夠溶于稀硝酸，硫酸鋇不溶，依據質量守恒得：n（Na₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{4.66g}{233g/mol}$=0.02mol，則硫酸鈉的質量為：142g/mol×0.02mol=2.84g，混合液中硫酸鈉的質量分數為：$\frac{2.84g}{50g}$×100%=5.68%；
碳酸鋇的質量為：14.51g-4.66g=9.85g，碳酸鋇的物質的量為：$\frac{9.85g}{197g/mol}$=0.05mol，根據質量守恒可知：n（Na₂CO₃）=n（BaCO₃）=0.05mol，則碳酸鈉的質量為：106g/mol×0.05mol=0.53g，碳酸鈉的質量分數為：$\frac{0.53g}{50g}$×100%=1.06%，
答：原混合溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的質量分數分別為1.06%、5.68%．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度不大，明確發生反應的實質為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用方法，試題培養了學生的分析、理解能力及化學計算能力．