Question

14．實驗室有一些硫酸鈉和碳酸鈉混合的白色粉末，老師讓小明利用這些白色粉末，進行如圖所示實驗：

請結合實驗及相關數據回答下列問題：
（1）請寫出實驗過程中生成沉淀的反應的化學方程式Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH；
（2）根據已知條件寫出求解生成沉淀質量X的比例式為$\frac{171}{233}=\frac{17.1g}{X}$；
（3）實驗中所用稀硫酸的溶質的質量分數為9.8%；
（4）硫酸鈉和碳酸鈉的質量比為71：53；
（5）加人的氫氧化鈉的質量為4.5g；
（6）如配制實驗中所需的稀硫酸．需溶質質量分數為98%的濃硫酸的質量為5g．

Answer 1

分析 （1）根據硫酸鈉和氫氧化鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀和氫氧化鈉進行解答；
（2）根據氫氧化鋇的質量求出生成硫酸鋇的質量即可；
（3）根據硫酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體，所以反應前后質量減少的為二氧化碳的質量，利用二氧化碳的質量求出硫酸的質量，進而求出所用稀碇酸的溶質的質量分數即可；
（4）根據二氧化碳的質量求出碳酸鈉的質量，從而求出硫酸鈉和碳酸鈉的質量比即可；
（5）根據溶質質量分數求出加人的氫氧化鈉的質量即可；
（6）根據溶液稀釋前后溶質質量不變進行解答．

解答 解：（1）硫酸鈉和氫氧化鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀和氫氧化鈉，反應的化學方程式為Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH；故填：Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH；
（2）設生成硫酸鋇的質量為X，生成氫氧化鈉的質量為y，
Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH
         171     233     80
      100g×17.1%  X      y
$\frac{171}{100g×17.1%}=\frac{233}{X}$，解得X=23.3g．
$\frac{171}{100g×17.1%}=\frac{80}{y}$，解得y=8.0g．
故填：$\frac{171}{100g×17.1%}=\frac{233}{X}$，即$\frac{171}{233}=\frac{17.1g}{X}$；
（3）硫酸和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體，所以反應前后質量減少的為二氧化碳的質量，二氧化碳的質量=12.4g+108.6g+50g-168.8g=2.2g．
則設所用稀硫酸的溶質的質量分數為z，設碳酸鈉的質量為m．
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑；
 106    98             44
 m      50gz            2.2g
則$\frac{98}{44}=\frac{50gz}{2.2g}$，解得z=9.8%．
則$\frac{106}{44}=\frac{m}{2.2g}$，解得m=5.3g．
故所用稀硫酸的溶質的質量分數為9.8%；
（4）根據（3）題碳酸鈉的質量，則硫酸鈉和碳酸鈉的質量比（12.4g-5.3g）：5.3g=71：53；
（5）設加人的氫氧化鈉的質量為n，則$\frac{8.0g+n}{168.8g+100g-23.3g+n}×100%=5%$，解得n=4.5g；
（6）根據溶液稀釋前后溶質質量不變，設濃硫酸的質量為a，則50g×9.8%=98%×a，解得a=5g．
故答案為：
（1）Na₂SO₄+Ba（OH）₂=BaSO₄↓+2NaOH；（2）$\frac{171}{233}=\frac{17.1g}{X}$；
（3）9.8%；（4）71：53；（5）4.5g；（6）5g．

點評 本題難度較大，主要考查了化學方程式的計算，注意質量守恒定律的應用，反應后溶液的質量=固體混合物的質量+稀硫酸的質量-生成氣體的質量．