Question

下表是用沉淀法测定KHCO₃和Na₂CO₃混合物的组成的相关数据。实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的Ba(OH)₂溶液,每次实验均充分反应。实验记录见下表:

实验次数	称取样品的 质量/g	所加Ba(OH)2 溶液的体积/L	测得生成沉淀 的质量/g
1	0.518	0.5	0.985
2	1.036	0.5
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

分析上表数据回答下列问题:

(1)第2次实验中产生沉淀多少克?请将结果填在表格相应空格中。

(2)样品中KHCO₃和Na₂CO₃的物质的量之比是　　　　。 

(3)室温下,取上述Ba(OH)₂溶液50 mL,加入0.05 mol·L^-1的盐酸,反应后所得溶液的pH=2,求所加盐酸的体积(混合时不考虑溶液体积变化,写出计算过程)。

Answer

(1)1.970 (2)2∶3

(3)由0.518∶2.072=0.985∶3.940可知第4次实验中反应物恰好完全沉淀,即有:

原0.5 L Ba(OH)2溶液中:n(OH-)=2×(3.940 g÷197 g·mol-1)=0.04 mol,c(OH-)=0.04 mol/0.5 L=0.08 mol·L-1

溶液pH=2,则c(H+)=0.01 mol·L-1

(0.05 mol·L-1×V-0.08 mol·L-1×50 mL)÷(V mL+50 mL)=0.01 mol·L-1

V=112.5 mL

【解析】(1)分析表中数据可知,第2次实验中Ba(OH)2过量,样品完全反应,则有0.518∶1.036=0.985∶x,x=1.970;(2)第1、2、3次实验均为Ba(OH)2过量,选取第1次计算:

设样品混合物中KHCO3和Na2CO3的物质的量分别为x、y,则有:

100 g·mol-1×x+106 g·mol-1×y=0.518 g

x+y=0.985 g÷197 g·mol-1

解方程组得:x=0.002 mol、y=0.003 mol

故KHCO3和Na2CO3的物质的量之比为2∶3