Question

15．向100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3.65%鹽酸和12%MgSO₄的混合溶液中，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.42%的Ba（OH）₂溶液至過(guò)量．（為便于計(jì)算設(shè)Ba（OH）₂溶液的密度為1g/cm³）
（1）將產(chǎn)生不同沉淀階段的沉淀的化學(xué)式與加入Ba（OH）₂溶液體積（V）的關(guān)系填入下表：

Ba（OH）2溶液體積（V）/mL
沉淀的化學(xué)式

（2）請(qǐng)?jiān)谌鐖D坐標(biāo)系中完成沉淀的質(zhì)量和Ba（OH）₂溶液體積（V）間的關(guān)系圖線．

Answer 1

分析 向鹽酸和MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂后，Ba²⁺與溶液中的SO₄^2-反應(yīng)生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，OH^-先跟鹽酸的H⁺發(fā)生中和反應(yīng)；若OH^-先和Mg²⁺產(chǎn)生沉淀Mg（OH）₂，由于HCl的存在，HCl能將生成Mg（OH）₂溶解，故OH^-先跟鹽酸的H⁺反應(yīng)，待H⁺完全反應(yīng)，OH^-與Mg²⁺開(kāi)始生成Mg（OH）₂沉淀．

解答 解：（1）100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3.65%鹽酸和12%MgSO₄的混合溶液中，氯化氫的質(zhì)量=100g×3.65%=3.65g，硫酸鎂的質(zhì)量=100g×12%=12g；向鹽酸和MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂后，Ba²⁺與溶液中的SO₄^2-反應(yīng)生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，OH^-先跟鹽酸的H⁺發(fā)生中和反應(yīng)，待H⁺完全反應(yīng)，OH^-與Mg²⁺開(kāi)始生成Mg（OH）₂沉淀；
設(shè)與3.65g氯化氫完全反應(yīng)，需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.42%的Ba（OH）₂的體積為V，
  2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O
    73     171       
 3.65g  V×1g/mL×3.42%      
  $\frac{73}{3.65g}=\frac{171}{V×1g/mL×3.42%}$
解得：v=250mL
因?yàn)椋築aCl₂+MgSO₄═BaSO₄↓+MgCl₂，由以上兩個(gè)方程式得出關(guān)系式：2HCl～BaSO₄～MgSO₄～MgCl₂
設(shè)生成硫酸鋇的質(zhì)量為x，反應(yīng)掉的硫酸鎂的質(zhì)量為y，生成的氯化鎂質(zhì)量為z
所以：2HCl～BaSO₄～MgSO₄～MgCl₂
            73       233        120         95
         3.65g        x           y           z
  $\frac{73}{3.65g}=\frac{233}{x}=\frac{120}{y}=\frac{95}{z}$
解得：x=11.65g      y=6g           z=4.75g
這時(shí)的溶液是硫酸鎂和氯化鎂的混合溶液，當(dāng)加入氫氧化鋇溶液時(shí)產(chǎn)生了硫酸鋇沉淀和氫氧化鎂沉淀；當(dāng)硫酸鎂完全反應(yīng)后，再加入氫氧化鋇溶液時(shí)只產(chǎn)生氫氧化鎂沉淀，當(dāng)氯化鎂完全反應(yīng)后再加入氫氧化鋇溶液時(shí) 不再產(chǎn)生沉淀．溶液中硫酸鎂的質(zhì)量為12g-6g=6g；
設(shè)6g的硫酸鎂與氫氧化鋇反應(yīng)生成的生成的硫酸鋇為p，氫氧化鎂為q，氫氧化鋇溶液的體積為m
MgSO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+Mg（OH）₂↓
120            171            233          58
6g   m×1g/mL×3.42%      p          q
$\frac{120}{6g}=\frac{171}{m×1g/mL×3.42%}=\frac{233}{p}=\frac{58}{q}$
解得：m=250mL                 p=11.65g        q=2.9g
再設(shè)4.75g的氯化鎂與氫氧化鋇溶液反應(yīng)，需氫氧化鋇溶液的體積為n，生成的氫氧化鎂沉淀的質(zhì)量為r
MgCl₂+Ba（OH）₂═BaCl₂+Mg（OH）₂↓
95            171                           58
4.75g   n×1g/mL×3.42%               r
$\frac{95}{4.75g}=\frac{171}{n×1g/mL×3.42%}=\frac{58}{r}$
解得：n=250mL                  r=2.9g
所以：（1）加入0～250mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.42%的Ba（OH）₂溶液時(shí)，只產(chǎn)生硫酸鋇沉淀，沉淀質(zhì)量為0～11.65g；當(dāng)加入250～500mL的Ba（OH）₂溶液時(shí)產(chǎn)生的是硫酸鋇和氫氧化鎂沉淀，沉淀質(zhì)量為11.65g～26.2g；當(dāng)加入500～750mL的Ba（OH）₂溶液時(shí)，只產(chǎn)生氫氧化鎂沉淀，沉淀質(zhì)量為26.2g～29.1g；當(dāng)加入Ba（OH）₂溶液大于750mL時(shí)，不產(chǎn)生沉淀，得出下表：

Ba（OH）2溶液體積（V）/mL	（0～250]	（250～500]	（500～750]	（750-
沉淀的化學(xué)式	BaSO4	BaSO4、Mg（OH）2	Mg（OH）2	-

（2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)可作出沉淀的質(zhì)量和Ba（OH）₂溶液體積（V）間的關(guān)系圖線：

點(diǎn)評(píng) 解答本題的關(guān)鍵是分清：當(dāng)溶液中含有鹽酸時(shí)，加入氫氧化鋇溶液，不產(chǎn)生氫氧化鎂沉淀，只產(chǎn)生硫酸鋇沉淀；當(dāng)溶液中的鹽酸完全反應(yīng)了，這時(shí)加入氫氧化鋇溶液產(chǎn)生的沉淀是氫氧化鎂和硫酸鋇的混合物．