下表是用沉淀法测定KHCO3和Na2CO3混合物的组成的相关数据。实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液,每次实验均充分反应。实验记录见下表:
| 实验次数 | 称取样品的 质量/g | 所加Ba(OH)2 溶液的体积/L | 测得生成沉淀 的质量/g |
| 1 | 0.518 | 0.5 | 0.985 |
| 2 | 1.036 | 0.5 | |
| 3 | 1.554 | 0.5 | 2.955 |
| 4 | 2.072 | 0.5 | 3.940 |
| 5 | 2.590 | 0.5 | 3.940 |
| 6 | 3.108 | 0.5 | 3.940 |
分析上表数据回答下列问题:
(1)第2次实验中产生沉淀多少克?请将结果填在表格相应空格中。
(2)样品中KHCO3和Na2CO3的物质的量之比是 。
(3)室温下,取上述Ba(OH)2溶液50 mL,加入0.05 mol·L-1的盐酸,反应后所得溶液的pH=2,求所加盐酸的体积(混合时不考虑溶液体积变化,写出计算过程)。
(1)1.970 (2)2∶3
(3)由0.518∶2.072=0.985∶3.940可知第4次实验中反应物恰好完全沉淀,即有:
原0.5 L Ba(OH)2溶液中:n(OH-)="2×(3.940" g÷197 g·mol-1)="0.04" mol,c(OH-)="0.04" mol/0.5 L="0.08" mol·L-1
溶液pH=2,则c(H+)="0.01" mol·L-1
(0.05 mol·L-1×V-0.08 mol·L-1×50 mL)÷(V mL+50 mL)="0.01" mol·L-1
V="112.5" mL
(1)分析表中数据可知,第2次实验中Ba(OH)2过量,样品完全反应,则有0.518∶1.036=0.985∶x,x=1.970;(2)第1、2、3次实验均为Ba(OH)2过量,选取第1次计算:
设样品混合物中KHCO3和Na2CO3的物质的量分别为x、y,则有:
100 g·mol-1×x+106 g·mol-1×y="0.518" g
x+y="0.985" g÷197 g·mol-1
解方程组得:x="0.002" mol、y="0.003" mol
故KHCO3和Na2CO3的物质的量之比为2∶3