Question

（一）某工廠以流量為Q₁排出含硫酸a%的工業(yè)廢水，現在往該廢水中注入含氫氧化鈉b%的工業(yè)廢水將其酸性中和后再排出．要使處理后的廢水pH約為7，求氫氧化鈉溶液的流量Q₂（結果用分式表示）．（已知：Q₁、Q₂代表單位時間流經溶液的體積，且含酸廢水的密度和含堿廢水的密度均為ρ）
（備用）（必要時用于提高難度））
（二）東方中學課外活動小組在測定由氯化鈉和硫酸鈉形成混合物的組成時，進行了以下實驗：取20g混合物全部溶于水，將得到的溶液等分為4份，然后分別加入一定量未知質量分數的氯化鋇溶液，實驗數據見下表：

	第一份	第二份	第三份	第四份
加入氯化鋇溶液質量（g）	15	20	25	30
反應得到沉淀的質量（g）	1.40	1.86	2.33	2.33

若有關的化學反應為：Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl，請計算：
（1）未知氯化鋇溶液的質量分數為多少．
（2）原混合物中硫酸鈉的質量分數是多少．（精確到0.01）

Answer 1

分析：要使處理后的廢水pH約為7，即氫氧化鈉與硫酸恰好完全反應；一段時間內排出廢水的質量=ρ?v=ρQt；
根據加入20g氯化鋇溶液生成1.86g沉淀，沉淀質量大于加入15g氯化鋇溶液時所產生沉淀質量，據此可判斷加入15g氯化鋇溶液時，混合溶液中的硫酸鈉未完全反應，則向混合溶液中加入氯化鋇溶液完全反應可生成硫酸鋇沉淀質量比=15g：1.40g；按此質量關系，若分別加入25g、30g氯化鋇溶液完全反應，應得到硫酸鋇沉淀為

25g

15g

×1.40g≈2.33g、

30g

15g

×1.40g=2.80g，而根據實際實驗中所得硫酸鋇質量可知，當加入25g氯化鋇溶液時，混合物中硫酸鈉恰好完全反應．

解答：解：設時間為t．
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
80      98
Q₂tρ b%  Q₁tρa%
80：98=Q₂tρ b%：Q₁tρa%，
Q₂=

40a

49b

Q₁．
答：氫氧化鈉溶液的流量為

40a

49b

Q₁．
設25g氯化鋇溶液中氯化鋇質量為x，5g混合物中硫酸鈉質量為y
Na₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NaCl
142    208   233
y      x   2.33g
142：233=y：2.33g 解之得 y=1.42g
208：233=x：2.33g 解之得 x=2.08g
未知氯化鋇溶液的質量分數=

2.08g

25g

×100%=8.32%
原混合物中硫酸鈉的質量分數是

1.42g

5g

×100%=28.4%
答：（1）未知氯化鋇溶液的質量分數為8.32%；
（2）原混合物中硫酸鈉的質量分數為28.2%．

點評：根據氯化鋇完全反應時計算所加氯化鋇溶液中溶質質量分數，因此在計算氯化鋇溶液溶質質量分數時，不能選擇未完全反應的第四次實驗中的數據進行計算．