题目
向100mL含 .1000g(Ba)^2+ 溶液中加入 .010molcdot (L)^-1(H)_(2)S(O)_(4) 溶液。问溶液-|||-中剩余多少克 ^2+ ?若沉淀过滤后分别用100 mL水和 .010molcdot (L)^-1(H)_(2)S(O)_(4) 洗涤,问:-|||-各损失多少克BaSO4?(已知BaSO4的分子量为233.4;Ba的原子量为137.33; _(2)S(O)_(4)(K)_({a)_(2)}=1.0-|||-times (10)^-2; BaSO4的 _(sp)=1.1times (10)^-10
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算溶液中 ${Ba}^{2+}$ 的物质的量
含钡离子溶液中 ${Ba}^{2+}$ 的物质的量为 ${n}_{{Ba}^{2+}}=\dfrac {0.1000}{137.33}=7.28\times {10}^{-4}(mol)$ 。
步骤 2：计算硫酸溶液中 ${S{O}_{4}}^{2-}$ 的物质的量
$50mL0.010mol\cdot {L}^{-1}{H}_{2}S{O}_{4}$ 溶液中, ${S{O}_{4}}^{2-}$ 的物质的量为 ${n}_{{S{O}_{4}}^{2-}}=0.010\times 50\times {10}^{-3}=5.0\times {10}^{-4}(mol)$ 。
步骤 3：计算溶液中剩余 ${Ba}^{2+}$ 的质量
由 ${Ba}^{2+}+{S{O}_{4}}^{2-}=BaS{O}_{4}\downarrow $ 可知,溶液中 ${Ba}^{2+}$ 过量,溶液中剩余 ${Ba}^{2+}$ 的质量为 ${m}^{2}=47.28\times {10}^{-4}-5.11\times ({10}^{-4})\times 137.33=0.0373(g)$ 。
步骤 4：计算用100 mL水洗涤沉淀时损失的BaSO4的质量
在洗涤液中 $[ {Ba}^{2+}] =[ {S{O}_{4}}^{2-}] =\sqrt {Ksp(BaS{O}_{4})}$ ,故损失的BaSO4的质量为 ${x}_{2}=\sqrt {{(\sqrt {2})}^{2}+{(\sqrt {3})}^{2}}=\sqrt {{(10)}^{2}-{10}^{-1}}\lt 1$ 。
步骤 5：计算用 $100mL0.010mol\cdot {L}^{-1}{H}_{2}S{O}_{4}$ 洗涤时损失的BaSO4的质量
设硫酸钡在该硫酸溶液中的溶解度为 $smol\cdot {L}^{-1}$ ,则 ${Fe}_{3}=\dfrac {[ {H}^{-}] [ {S{O}_{3}}^{-}] }{[ HS{O}_{3}] }=\dfrac {{(10.0180+[ {S{O}_{2}}^{2-}] }{[ {Na}^{+}] }^{+}[ {S$ ,解得 $[ {S{O}_{4}}^{2-}] =4.14\times {10}^{-3}(mol\cdot {L}^{-1})$ 。则 $s=[ {Ag}^{2+}] =\dfrac {{K}_{m}}{[ {S{O}_{4}}^{2-}] }=\dfrac {1.1\times {10}^{-11}}{4.14\times {10}^{-3}}=2.66\times {10}^{-6}(mol\cdot {L}$ 。故损失的BaSO4的质量为 。
含钡离子溶液中 ${Ba}^{2+}$ 的物质的量为 ${n}_{{Ba}^{2+}}=\dfrac {0.1000}{137.33}=7.28\times {10}^{-4}(mol)$ 。
步骤 2：计算硫酸溶液中 ${S{O}_{4}}^{2-}$ 的物质的量
$50mL0.010mol\cdot {L}^{-1}{H}_{2}S{O}_{4}$ 溶液中, ${S{O}_{4}}^{2-}$ 的物质的量为 ${n}_{{S{O}_{4}}^{2-}}=0.010\times 50\times {10}^{-3}=5.0\times {10}^{-4}(mol)$ 。
步骤 3：计算溶液中剩余 ${Ba}^{2+}$ 的质量
由 ${Ba}^{2+}+{S{O}_{4}}^{2-}=BaS{O}_{4}\downarrow $ 可知,溶液中 ${Ba}^{2+}$ 过量,溶液中剩余 ${Ba}^{2+}$ 的质量为 ${m}^{2}=47.28\times {10}^{-4}-5.11\times ({10}^{-4})\times 137.33=0.0373(g)$ 。
步骤 4：计算用100 mL水洗涤沉淀时损失的BaSO4的质量
在洗涤液中 $[ {Ba}^{2+}] =[ {S{O}_{4}}^{2-}] =\sqrt {Ksp(BaS{O}_{4})}$ ,故损失的BaSO4的质量为 ${x}_{2}=\sqrt {{(\sqrt {2})}^{2}+{(\sqrt {3})}^{2}}=\sqrt {{(10)}^{2}-{10}^{-1}}\lt 1$ 。
步骤 5：计算用 $100mL0.010mol\cdot {L}^{-1}{H}_{2}S{O}_{4}$ 洗涤时损失的BaSO4的质量
设硫酸钡在该硫酸溶液中的溶解度为 $smol\cdot {L}^{-1}$ ,则 ${Fe}_{3}=\dfrac {[ {H}^{-}] [ {S{O}_{3}}^{-}] }{[ HS{O}_{3}] }=\dfrac {{(10.0180+[ {S{O}_{2}}^{2-}] }{[ {Na}^{+}] }^{+}[ {S$ ,解得 $[ {S{O}_{4}}^{2-}] =4.14\times {10}^{-3}(mol\cdot {L}^{-1})$ 。则 $s=[ {Ag}^{2+}] =\dfrac {{K}_{m}}{[ {S{O}_{4}}^{2-}] }=\dfrac {1.1\times {10}^{-11}}{4.14\times {10}^{-3}}=2.66\times {10}^{-6}(mol\cdot {L}$ 。故损失的BaSO4的质量为 。