Question

20．?dāng)?shù)據(jù)分析能力是新課程對中學(xué)生提出的一項要求．表是用沉淀法測定KHCO₃和Na₂CO₃混合物的組成的相關(guān)數(shù)據(jù)．實驗過程是每次稱取一定質(zhì)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(yīng)．實驗記錄見表：

實驗次數(shù)	稱取樣品的質(zhì)量/g	所加Ba（OH）2溶液的體積/L	測得生成沉淀的質(zhì)量/g
1	0.518	0.5	0.985
2	1.036	0.5	1.970
3	1.554	0.5	2.955
4	2.072	0.5	3.940
5	2.590	0.5	3.940
6	3.108	0.5	3.940

分析上表數(shù)據(jù)回答下列問題：
（1）第2次實驗中產(chǎn)生沉淀質(zhì)量是多少克？請將結(jié)果填在表格相應(yīng)空格中．
（2）樣品中KHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量之比是2：3．
（3）室溫下，取上述Ba（OH）₂溶液50mL，加入0.05mol/L的鹽酸，反應(yīng)后所得溶液的pH=2，求所加鹽酸的體積（混合時不考慮溶液體積變化，寫出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）第4、5、6次生成沉淀碳酸鋇的質(zhì)量都為3.940g，說明樣品質(zhì)量為2.072g時，Ba（OH）₂已經(jīng)完全反應(yīng)，第1次、第2次樣品的質(zhì)量之比等于生成的沉淀質(zhì)量之比為1：2；
（2）第4次實驗中樣品完全反應(yīng)，令KHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)碳元素守恒可知沉淀碳酸鋇的物質(zhì)的量為（x+y）mol，根據(jù)樣品質(zhì)量與碳酸鋇沉淀質(zhì)量列方程計算；
（3）第4次實驗中反應(yīng)物恰好完全沉淀，可計算堿的濃度，再結(jié)合酸堿混合后pH=2可知酸過量，以此計算．

解答 解：（1）第4、5、6次生成沉淀碳酸鋇的質(zhì)量都為3.940g，說明樣品質(zhì)量為2.072g時，Ba（OH）₂已經(jīng)完全反應(yīng)，第1次、第2次樣品的質(zhì)量之比等于生成的沉淀質(zhì)量之比為1：2，則實驗2中數(shù)據(jù)為0.985g×2=1.970g，
故答案為：1.970；
（2）第4次實驗中樣品完全反應(yīng)，令KHCO₃和Na₂CO₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，
則$\left\{\begin{array}{l}{100x+106y=2.072}\\{x+y=\frac{3.940}{197}}\end{array}\right.$
解得x：y=2：3，
故答案為：2：3；
（3）由0.518：2.072=0.985：3.940可知第4次實驗中反應(yīng)物恰好完全沉淀，即有：
原0.5L Ba（OH）₂溶液中：n（OH^-）=2×$\frac{3.940g}{197g/mol}$=0.04mol，
c（OH^-）=$\frac{0.04mol}{0.5L}$=0.08mol/L，
混合后溶液pH=2，則c（H⁺）=0.01mol/L，設(shè)鹽酸的體積為VmL，則
$\frac{（0.05mol/L×V-0.08mol/L×0.05L）}{V+0.05}$=0.01mol/L，
解得V=112.5mL．
答：所加鹽酸的體積為112.5mL．

點評 本題考查混合物的計算，為高頻考點，把握表格數(shù)據(jù)的分析、質(zhì)量的關(guān)系、原子守恒為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意第4次恰好完全反應(yīng)，題目難度不大．