Question

16．某同學(xué)做了如下圖所示實(shí)驗(yàn)并對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄如下表，請回答下列問題：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	第一次	第二次	第三次
氫氧化鋇溶液質(zhì)量	171g	171g	171g
滴加鹽酸的質(zhì)量	36.5g	73g	146g
滴加碳酸鈉溶液質(zhì)量	212g	212g	212g

（1）寫出第一次實(shí)驗(yàn)中加入鹽酸后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O．
（2）第一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后所得溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為NaCl和NaOH．
（3）根據(jù)已知條件求解出第二次實(shí)驗(yàn)生成白色沉淀X的比例式$\frac{106}{21.2g}=\frac{197}{X}$．
（4）第二次實(shí)驗(yàn)中每一步所加物質(zhì)均恰好完全反應(yīng)
（5）若向第二次的溶液中加入51.4g水，則所得不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%．
（6）若配制實(shí)驗(yàn)中需要的稀鹽酸，需用36.5%的濃鹽酸的質(zhì)量為140g．

Answer 1

分析 （1）加入鹽酸與氫氧化鋇反應(yīng)生成氯化鋇和水；
（2）根據(jù)氫氧化鋇、鹽酸的質(zhì)量關(guān)系，反應(yīng)是否恰好反應(yīng)，再根據(jù)滴加碳酸鈉溶液質(zhì)量分析結(jié)束后所得溶液中溶質(zhì)．
（3）根據(jù)氫氧化鋇、鹽酸的質(zhì)量關(guān)系，反應(yīng)是否恰好反應(yīng)，再根據(jù)滴加碳酸鈉溶液質(zhì)量分析完全反應(yīng)時生成白色沉淀的質(zhì)量；
（4）根據(jù)（3）中分析判斷．
（5）根據(jù)碳酸鈉的質(zhì)量計(jì)算氯化鈉的質(zhì)量，進(jìn)一步計(jì)算所得不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（6）根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)的質(zhì)量不變分析．

解答 解：（1）鹽酸與氫氧化鋇反應(yīng)生成氯化鋇和水，化學(xué)方程式為：2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；故填：2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；
（2）根據(jù)方程式2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；
                         73           171
可知36.5g20%的稀鹽酸與171g20%氫氧化鋇溶液質(zhì)量反應(yīng)時，氫氧化鋇有85.5g剩余；
所以滴加碳酸鈉溶液時碳酸鈉與BaCl₂和Ba（OH）₂都反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
Ba（OH）₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaOH可得關(guān)系式
Ba（OH）₂～Na₂CO₃
171                 106
171g×20%    212g×10%
可見碳酸鈉與BaCl₂和Ba（OH）₂恰好反應(yīng)，所得溶液中溶質(zhì)為生成物NaCl和NaOH；故填：NaCl和NaOH；
（3）根據(jù)方程式2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；
                         73           171
可知73g20%的稀鹽酸與171g20%氫氧化鋇溶液質(zhì)量恰好完全反應(yīng)；
所以滴加碳酸鈉溶液時碳酸鈉與BaCl₂反應(yīng)，
根據(jù)反應(yīng)2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+2H₂O；BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
可得關(guān)系式
Ba（OH）₂～Na₂CO₃
171                 106
171g×20%    212g×10%
可見碳酸鈉與BaCl₂和Ba（OH）₂恰好反應(yīng)，
參加反應(yīng)的碳酸鈉的質(zhì)量為212g×10%=21.2g
設(shè)第二次實(shí)驗(yàn)生成白色沉淀質(zhì)量為X：
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
             106         197
            21.2g        X
$\frac{106}{21.2g}=\frac{197}{X}$；
X=39.4g
故填：$\frac{106}{21.2g}=\frac{197}{X}$；
（4）由（3）分析可知第二次實(shí)驗(yàn)中每一步所加物質(zhì)均恰好完全反應(yīng)；
（5）設(shè)反應(yīng)后生成氯化鈉的質(zhì)量為y
BaCl₂+Na₂CO₃═BaCO₃↓+2NaCl
             106                      117
            21.2g                      y
$\frac{106}{21.2g}=\frac{117}{y}$
y=23.4g
若向第二次的溶液中加入51.4g水，則所得不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{23.4g}{171g+73g+212g-39.4g+51.4g}$×100%=5%．
（6）三次實(shí)驗(yàn)中共使用稀鹽酸質(zhì)量為36.5g+73g+146g=255.5g
設(shè)需用36.5%的濃鹽酸的質(zhì)量為w
36.5%×w=255.5g×20%
w=140g
答：設(shè)需用36.5%的濃鹽酸的質(zhì)量為140g．

點(diǎn)評 這是一道常見的化學(xué)綜合計(jì)算題．解題的關(guān)鍵在于弄清化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物之間的關(guān)系，同時要弄清雜質(zhì)在反應(yīng)中存在于什么地方．第二問中關(guān)于反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，關(guān)鍵是要弄清反應(yīng)后溶液是什么溶液．