Question

【題目】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，每次實驗均充分反應。實驗記錄見下表：

實驗次數	稱取樣品的質量/g	所加Ba(OH)2溶液的體積/mL	測得生成沉淀的質量/g
1	5.28	500	9.85
2	10.56	500	19.70
3	15.84	500
4	21.12	500	39.40
5	26.40	500	49.25
6	31.68	500	49.25

回答下列問題：

(1)寫出少量NaHCO3和過量Ba(OH)2溶液反應的離子方程式___________________。

(2)第3次實驗中產生沉淀的質量是_______________g。

(3)樣品中NaHCO3和K2CO3的物質的量之比是_______________。

(4)原Ba(OH)2溶液的濃度為_______________mol·L-1。

(5)室溫下取第3組實驗所得溶液中的OH－濃度為_______________。

Answer 1

【答案】HCO3-+OH-+Ba2+＝BaCO3↓+H2O 29.55 3：2 0.5 0.82mol/L

【解析】

（1）少量NaHCO3和過量Ba(OH)2溶液反應生成碳酸鋇、氫氧化鈉與水；

（2）第5次、第6次生成沉淀碳酸鋇的質量都為49.25g，說明樣品質量為26.40g時，氫氧化鋇已經完全反應，第1次、第5次樣品的質量分別為5.28g、26.40g，第1次、第5次生成沉淀碳酸鋇質量分別為9.85g、49.25g，樣品的質量之比等于生成的沉淀質量之比為1：5，說明第5次實驗中樣品與氫氧化鋇恰好完全反應，根據第1次與第3次樣品之比計算第3次生成沉淀的質量；

（3）第3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）由（2）中分析可知，第5次樣品恰好完全反應，根據n=m÷M計算碳酸鋇物質的量，根據鋇離子守恒計算氫氧化鋇的物質的量，再根據c=n÷V計算其濃度；

（5）第3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，由鋇離子守恒計算溶液中鋇離子物質的量，由鈉離子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO3），由鉀離子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K2CO3），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。

（1）少量NaHCO3和過量Ba(OH)2溶液反應生成碳酸鋇、氫氧化鈉與水，反應的離子方程式為：HCO3-+OH-+Ba2+＝BaCO3↓+H2O；

（2）第5次、第6次生成沉淀碳酸鋇的質量都為49.25g，說明樣品質量為26.40g時，氫氧化鋇已經完全反應，第1次、第5次樣品的質量分別為5.28g、26.40g，第1次、第5次生成沉淀碳酸鋇質量分別為9.85g、49.25g，樣品的質量之比等于生成的沉淀質量之比為1：5，說明第5次實驗中樣品與氫氧化鋇恰好完全反應，則第3次實驗中樣品完全反應，令產生沉淀質量為mg，則有15.84g：5.28g=mg：9.85g，解得m=29.55g；

（3）第3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＝15.84、197x+197y＝29.55，解得x=0.09，y=0.06，故n（NaHCO3）：n（K2CO3）=0.09mol：0.06mol=3：2；

（4）由（2）中分析可知，第5次樣品恰好完全反應，碳酸鋇物質的量=49.25g÷197g/mol=0.25mol，根據鋇離子守恒，氫氧化鋇的物質的量=0.25mol，故氫氧化鋇溶液濃度為0.25mol÷0.5L=0.5mol/L；

（5）由（2）中分析可知，第5次樣品恰好完全反應，碳酸鋇物質的量=49.25g÷197g/mol=0.25mol，根據鋇離子守恒，500mL氫氧化鋇溶液中氫氧化鋇的物質的量=0.25mol，第3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，29.55g碳酸鋇的物質的量為29.55g÷197g/mol=0.15mol，由鋇離子守恒可知，溶液中n[Ba（OH）2]=0.25mol-0.15mol=0.1mol；由鈉離子守恒可知，溶液中n（NaOH）=n（NaHCO3）=0.09mol；由鉀離子守恒可知，溶液中n（KOH）=2n（K2CO3）=2×0.06mol=0.12mol；所以溶液中n（OH-）=2n[Ba(OH)2]+n（NaOH）+n（KOH）=0.1mol×2+0.09mol+0.12mol=0.41mol，因此第3組實驗所得溶液中的OH-濃度為0.41mol÷0.5L=0.82mol/L。