Question

實驗室老師買來一瓶濃硫酸，仔細觀察標簽，其內容如下圖1所示：

（1）該試劑瓶中硫酸溶液的質量是

 

g，現要將100g這種濃硫酸稀釋為質量分數為20%的硫酸，需要水的質量是

 

g．
（2）現有NaCl和BaCl₂組成的固體混合物32.8g，使之完全溶解于水，并逐滴加入上述20%的稀硫酸，產生沉淀的質量與加入稀硫酸的質量關系如圖2所示．
計算固體混合物中BaCl₂的質量分數是多少？（寫出計算過程）
（3）如圖2所示，若a為24.5時，將所得混合物過濾，除去沉淀，此時濾液中的溶質為

 

（寫化學式）．再將所得濾液蒸干，求得到的固體混合物中各成分的質量比為

 

．

Answer 1

分析：（1）根據質量公式即可求得濃硫酸溶液的質量以及溶液稀釋前后溶質的質量不變進行解答；
（2）氯化鈉和氯化鋇的混合溶液中只有氯化鋇可與硫酸反應生成硫酸鋇沉淀和氯化氫，由反應的曲線圖可得知，加入稀硫酸49g時反應恰好完成；利用所加硫酸的質量，根據反應的化學方程式計算出參加反應的氯化鋇的質量，進而求出固體混合物中BaCl₂的質量分數；
（3）根據a為24.5時氯化鋇沒有完全反應，此時消耗氯化鋇的質量為原混合物中氯化鋇的質量一半進行解答．

解答：解：（1）硫酸溶液的質量=500mL×1.84g/cm³=920g；
設加水的質量為x
100g×98%=（100g+x）×20%
x=390g
答：硫酸溶液的質量為920g，需要水的質量390g；
（2）設原混合物中BaCl₂的質量為x
由圖象可知，32.8g固體混合物共消耗49g20%的稀硫酸

BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl 208          98  x      49g×20% 208 x = 98 9.8g

x=20.8g
BaCl₂的質量分數=

20.8g

32.8g

×100%=63.4%
答：固體混合物中BaCl₂的質量分數是63.4%；
（3）a為24.5時氯化鋇沒有完全反應，此時溶質為：BaCl₂、NaCl、HCl；
所得濾液蒸干，剩余固體為氯化鋇和氯化鈉，消耗氯化鋇的質量為原混合物中氯化鋇的質量一半，所以剩余氯化鋇的質量=

20.8g

2

=10.4g，氯化鈉的質量=32.8g-20.4g=12.4g
氯化鋇和氯化鈉的質量比=10.4g：12.4g=13：15
答：溶質為：BaCl₂、NaCl、HCl；固體混合物中各成分質量比為：BaCl₂：NaCl=13：15．

點評：利用產生沉淀的質量與加入稀硫酸的質量的關系圖中折點，讀出此時所加稀硫酸恰好完全反應，找出參加反應硫酸的質量，是解決問題的起點．