Question

20．取50.0mL Na₂CO₃和Na₂SO₄的混合溶液，加入過量溶液后得到14.51g白色沉淀，用過量稀硝酸處理后沉淀量減少到4.66g，并有氣體放出．
（1）用稀硝酸處理后的不溶物為BaSO₄（填化學式），寫出整個過程中所發(fā)生反應的離子方程式：CO₃^2-+Ba²⁺═BaCO₃↓；、SO₄^2-+Ba²⁺=BaSO₄↓、BaCO₃+2H⁺=Ba²⁺+H₂O+CO₂↑．
（2）原混合溶液中Na₂CO₃和Na₂SO₄的物質的量濃度分別是1mol/L、0.4mol/L．
（3）產生的氣體在標準狀況下的體積為1.12L．

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，根據c=$\frac{n}{V}$計算出硫酸鈉的濃度；
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，根據c=$\frac{n}{V}$計算出碳酸鈉的物質的量濃度；
（3）根據（2）可知生成碳酸鋇沉淀的物質的量為0.05mol，根據反應BaCO₃+2HNO₃══Ba（NO₃）₂+CO₂↑+H₂O可知生成二氧化碳的物質的量為0.05mol，然后根據V=nVm計算出生成二氧化碳的體積．

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↑，
故答案為：BaSO₄；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，所以硫酸鈉的物質的量濃度為：c（Na₂SO₄）=$\frac{0.02mol}{0.05L}$=0.4mol/L；
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，則碳酸鈉的物質的量濃度為：c（Na₂CO₃）=$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1mol/L，
故答案為：1mol/L；0.4mol/L；
（3）根據（2）可知生成碳酸鋇沉淀的物質的量為0.05mol，根據反應BaCO₃+2HNO₃══Ba（NO₃）₂+CO₂↑+H₂O可知生成二氧化碳的物質的量為0.05mol，
標準狀況下0.05mol二氧化碳的體積為：22.4L/mol×0.05mol=1.12L，
故答案為：1.12L．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確反應反應的原理為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．