Question

向100g質量分數分別為3.65%鹽酸和12%MgSO₄的混合溶液中，滴加質量分數為3.42%的Ba（OH）₂溶液至過量．（為便于計算設溶液的密度為1g/cm³）
（1）請將產生不同沉淀階段的沉淀的化學式與加入Ba（OH）₂溶液體積（V）間的關系填入下表：

Ba（OH）2溶液體積（V）/mL
沉淀的化學式

（2）請在下面坐標系中完成沉淀的質量和Ba（OH）₂溶液體積（V）間的關系圖線．

Answer 1

分析：向鹽酸和MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂后，Ba²⁺與溶液中的SO₄^2-反應生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，OH^-先跟鹽酸的H⁺發生中和反應；若OH^-先和Mg²⁺產生沉淀Mg（OH）₂，由于HCl的存在，HCl能將生成Mg（OH）₂溶解，故OH^-先跟鹽酸的H⁺反應，待H⁺完全反應，OH^-與Mg²⁺開始生成Mg（OH）₂沉淀．

解答：解：（1）100g質量分數分別為3.65%鹽酸和12%MgSO₄的混合溶液中，氯化氫的質量=100g×3.65%=3.65g，硫酸鎂的質量=100g×12%=12g；向鹽酸和MgSO₄溶液中加入Ba（OH）₂后，Ba²⁺與溶液中的SO₄^2-反應生成既不溶于水又不溶于酸的BaSO₄沉淀，OH^-先跟鹽酸的H⁺發生中和反應，待H⁺完全反應，OH^-與Mg²⁺開始生成Mg（OH）₂沉淀；
設與3.65g氯化氫完全反應，需要質量分數為3.42%的Ba（OH）₂的體積為V，
  2HCl+Ba（OH）₂═BaCl₂+H₂O
    73    171       
 3.65g V×1g/mL×3.42%      
 

73

171

=

3.65g

V×1g/mL×3.42%

解得：v=250mL
因為：BaCl₂+MgSO₄═BaSO₄↓+MgCl₂，由以上兩個方程式得出關系式：2HCl～BaSO₄～MgSO₄～MgCl₂
設生成硫酸鋇的質量為x，反應掉的硫酸鎂的質量為y，生成的氯化鎂質量為z
所以：2HCl～BaSO₄～MgSO₄～MgCl₂
       73   233    120    95
      3.65g   x     y     z
 

73

233

=

3.65g

x

   

73

120

=

3.65g

y

  

73

95

=

3.65g

z

解得：x=11.65g      y=6g           z=4.75g
這時的溶液是硫酸鎂和氯化鎂的混合溶液，當加入氫氧化鋇溶液時產生了硫酸鋇沉淀和氫氧化鎂沉淀；當硫酸鎂完全反應后，再加入氫氧化鋇溶液時只產生氫氧化鎂沉淀，當氯化鎂完全反應后再加入氫氧化鋇溶液時 不再產生沉淀．溶液中硫酸鎂的質量為12g-6g=6g；
設6g的硫酸鎂與氫氧化鋇反應生成的生成的硫酸鋇為p，氫氧化鎂為q，氫氧化鋇溶液的體積為m
MgSO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+Mg（OH）₂↓
120   171        233       58
6g m×1g/mL×3.42% p      q

120

171

=

6g

m×1g/mL×3.42%

   

120

233

=

6g

p

    

120

58

=

6g

q

解得：m=250mL                 p=11.65g        q=2.9g
再設4.75g的氯化鎂與氫氧化鋇溶液反應，需氫氧化鋇溶液的體積為n，生成的氫氧化鎂沉淀的質量為r
MgCl₂+Ba（OH）₂═BaCl₂+Mg（OH）₂↓
95     171                58
4.75g n×1g/mL×3.42%        r

95

171

=

4.75g

n×1g/mL×3.42%

  

95

58

=

4.75g

r

解得：n=250mL                  r=2.9g
所以：（1）加入0～250mL質量分數為3.42%的Ba（OH）₂溶液時，只產生硫酸鋇沉淀，沉淀質量為0～11.65g；當加入250～500mL的Ba（OH）₂溶液時產生的是硫酸鋇和氫氧化鎂沉淀，沉淀質量為11.65g～26.2g；當加入500～750mL的Ba（OH）₂溶液時，只產生氫氧化鎂沉淀，沉淀質量為26.2g～29.1g；當加入Ba（OH）₂溶液大于750mL時，不產生沉淀，得出下表：

Ba（OH）2溶液體積（V）/mL	（0～250]	（250～500]	（500～750]	（750-
沉淀的化學式	BaSO4	BaSO4、Mg（OH）2	Mg（OH）2	-

（2）根據上述數據可作出沉淀的質量和Ba（OH）₂溶液體積（V）間的關系圖線：

點評：解答本題的關鍵是分清：當溶液中含有鹽酸時，加入氫氧化鋇溶液，不產生氫氧化鎂沉淀，只產生硫酸鋇沉淀；當溶液中的鹽酸完全反應了，這時加入氫氧化鋇溶液產生的沉淀是氫氧化鎂和硫酸鋇的混合物．