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问题: 化学3

取一定量的Na2CO3,NaHCO3,Na2SO4的混合物与250mL1.00mol.L^-1过量盐酸反应,生成2.016LCO2(标准状况),然后加入500mL0.100mol.L^-1Ba(OH)2溶液,得到沉淀的质量为2.33g,溶液中过量的碱用10.0mL1.00ml.L^-1盐酸恰好完全中和。计算混合物中各物质的质量。

解答:

这个问题我们可以采用常规书写方程式来计算,但步骤较多,计算起来繁琐容易出错,那么作为一个比较简洁的方法,我们通常采用的是元素守恒法,思路如下:
1,Na2CO3,NaHCO3,Na2SO4组成的混合物与过量盐酸产生CO2,依据元素的守恒原则,我们可以看出CO2是来自于Na2CO3,NaHCO3,且由CO2我们可以得出结论Na2CO3+NaHCO3的物质的量之和为2.016L/22.4=0.09摩尔
2,此时加入Ba(OH)2溶液,得到沉淀只能为BaSO4,则我们根据Ba元素守恒,Ba2+与SO42-1:1,碱过量,得出SO42-为2.33g/233=0.01摩尔,即Na2SO4=0.01摩尔
3,此时我们的主要难点集中在Na2CO3,NaHCO3各自的物质的量,有了它们总量的和是不够的,还需要知道它们与多少盐酸发生了作用,此时我们就要利用到酸碱中和了,也就是与Na2CO3,NaHCO3反应后还剩余多少盐酸,显然OH-消耗的是后加入与剩余的两部分,列关系式为0.5*0.1*2=10.0*10^-3L*1.00ml.L^-1+剩余盐酸的物质的量,解得为0.09摩尔
由此我们可知与Na2CO3,NaHCO3反应的盐酸为0.25L*1.00mol.L^-1-0.09摩尔=0.16摩尔
下面我们可设Na2CO3为X,则NaHCO3为0.09-X,则对应消耗盐酸为2X+0.09-X=X+0.09=0.16;Na2CO3为,X=0.07摩尔;NaHCO3为0.09-X=0.02摩尔;Na2SO4为0.01摩尔