Question

现有一定体积的HCl气体，将其溶于100 mL稀硫酸中，假设溶液的体积不变，向混合溶液中加入4 mol·L^－1的NaOH溶液10 mL恰好呈中性。继续向所得中性溶液中滴入过量的Ba(OH)₂溶液，所得沉淀质量为2.33 g。

（1）写出生成沉淀的离子方程式

（2）计算硫酸的物质的量浓度。

（3）计算该HCl气体在标准状况下的体积。

（4）若向该混酸溶液（仍为100 mL）中加入Na₂CO₃·10H₂O晶体，直到不再产生气体时为止，计算消耗Na₂CO₃·10H₂O晶体的质量。

Answer

（1）Ba2＋＋SO42－ = BaSO4↓；（2）0.1mol/L；（3）0.448L；（4）5.72g。

【解析】

试题分析：（1）向HCl、H2SO4的混合溶液中加入NaOH溶液，发生反应：HCl+NaOH=NaCl+H2O，H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，向反应后的中性溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液，发生反应Ba2＋＋SO42－ = BaSO4↓，产生BaSO4白色沉淀；（2）根据S元素守恒可得n(H2SO4)=n(BaSO4)= 2.33g÷233g/mol= 0.01mol，则c(H2SO4)＝0.01mol÷0.1L=0.1mol/L；（3）当溶液为中性时，n(H＋)=n(OH－)=0.01L×4mol/L =0.04mol；；n(HCl)+2n(H2SO4)=n(NaOH)，nn()n(HCl)=0.04mol-0.02mol=0.02mol；所以HCl在标准状况下的体积是：V(HCl)=0.02mol×22.4L/mol=0.448L；（4）若向该混酸溶液（仍为100 mL）中加入Na2CO3·10H2O晶体，直到不再产生气体时为止，发生反应：2H++CO32-=H2O+CO2↑，n(H＋)=0.04mol，则n(CO32-)=1/2 n(H＋)=0.02mol ，根据碳元素守恒可得n(Na2CO3·10H2O)=0.02mol，所以需要Na2CO3·10H2O的质量是m(Na2CO3·10H2O)=0.02mol×(106+180)g/mol=5.72g。

【考点定位】考查离子方程式的书写、有关物质的量的化学计算的知识。

【名师点睛】离子方程式是用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子，它反映了反应的实质，根据离子方程式可以写出多个符合反应的化学方程式。掌握物质的性质、离子方程式的拆分原则是本题解答的关键。利用在反应前后各种元素的原子个数不变，用守恒方法进行有关计算，不仅可以大大简化根据反应方程式计算的麻烦，而且可以提高反应的正确率。在进行有关计算时要掌握有关物质的量的计算公式，弄清公式的含义、使用范围，这样才可以应用自如，迅速求解。