一道初中化学竞赛题 求详解
(1)请将产生不同沉淀阶段的沉淀的化学式与加入Ba(OH)2溶液体积(V)间的关系填入下表：
Ba(OH)2溶液体积(V)/mL
沉淀的化学式 展开
分析：可能生成的沉淀有BaSO4和Mg(OH)2。
Ba(OH)2溶液滴至盐酸和MgSO4的混合溶液中时立即生成BaSO4沉淀，由于盐酸的存在暂时不会生成Mg(OH)2沉淀，直到盐酸完全被Ba(OH)2中和后才会生成Mg(OH)2沉淀，所以一开始析出的沉淀为BaSO4。当盐酸被中和后，开始生成Mg(OH)2沉淀，两种沉淀同时析出。随着Ba(OH)2继续加入，BaSO4和Mg(OH)2先后逐渐沉淀完全。因此，沉淀有三个转折点：
一开始BaSO4沉淀，遇到第一个转折是盐酸被刚好完全消耗，此时BaSO4和Mg(OH)2同时沉淀；二是BaSO4沉淀完全（经过计算可知BaSO4先沉淀完全），Mg(OH)2继续沉淀；三是Mg(OH)2也沉淀完全，沉淀质量不再变化。
下面进行定量计算：
首先计算第一个转折点：
2HCl――――Ba(OH)2――――BaSO4
73 171 233
100×3.65% 3.42%V×1 m1
解得V＝250mL
当V≤250mL时，盐酸没有反应完全或刚好完全反应，此时沉淀为BaSO4，其质量为m1＝3.42%V×233/171＝0.0466V
接着计算第二个转折点：当盐酸反应完全后，BaSO4和Mg(OH)2开始同时析出，直到MgSO4反应完全。
MgSO4――――Ba(OH)2――――BaSO4
120 171 233
100×12% 3.42%V×1 m2
解得V＝500mL
当250mL＜V≤500ml时，沉淀为BaSO4和Mg(OH)2，其质量为BaSO4的质量m2＝3.42%V×233/171＝0.0466V加上Mg(OH)2的质量3.42%(V－250)×58/171＝0.0116(V－250)，即0.0582V－2.9
再计算第三个转折点：当BaSO4沉淀完全后，Mg(OH)2继续沉淀。
Mg(OH)2完全沉淀需消耗Ba(OH)2溶液500mL（与BaSO4相同），加上盐酸消耗250mL，Mg(OH)2完全沉淀需加入Ba(OH)2溶液750mL。
当500mL＜V≤750mL时，沉淀为Mg(OH)2，沉淀的总质量为BaSO4的质量（沉淀完全）0.0466×500＝23.3g，加上Mg(OH)2的质量0.0116(V－250)，即0.0116V+20.4
最后，当Mg(OH)2也沉淀完全后，沉淀质量不再变化。
因此，当V＞750mL时，不再产生新的沉淀，沉淀的总质量为0.0116×750+20.4＝29.1g
答案：
向100g质量分数分别为3.65％盐酸和12％MgSO4的混合溶液中，滴加质量分数为3.42％的Ba(OH)2溶液至过量。(为便于计算设溶液的密度为1g／cm3)
(1)请将产生不同沉淀阶段的沉淀的化学式与加入Ba(OH)2溶液体积(V)间的关系填入下表：
（2）请在下面坐标系中完成沉淀的质量和Ba(OH)2溶液体积( V)间的关系图线。
【解析】（1）首先要从溶液的组成来分析，析出的沉淀有哪些，沉淀要在什么条件下析出？有我们学过的知识可以知道，可能生成的沉淀有硫酸钡和氢氧化镁。Ba(OH)2溶液滴至盐酸和MgSO4的混合溶液中硫酸钡沉淀立即生成（硫酸钡不溶于酸），而氢氧化镁沉淀由于盐酸的存在而不沉淀，直到盐酸完全被氢氧化钡中和后才析出，所以一开始析出的沉淀为硫酸钡。然后随着氢氧化钡的加入逐渐把盐酸中和后，氢氧化镁也开始沉淀，两种沉淀同时生成。氢氧化钡进一步加入，则硫酸钡、氢氧化镁先后逐渐沉淀完全。因此，沉淀有三个转折点：
一开始硫酸钡沉淀，遇到第一个转折是盐酸被刚好完全消耗，此时硫酸钡和氢氧化镁同时沉淀；二是硫酸钡沉淀完全（经过计算可以知道硫酸钡先沉淀完全），氢氧化镁继续沉淀；三是氢氧化镁也沉淀完全，沉淀质量不再变化。
分析清楚过程后，我们进行定量计算：
首先应该计算第一个转折点：盐酸含量为100*3.65%/36.5=0.1mol，因此可以消耗Ba(OH)2 0.05mol，对应的体积为0.05*171/3.42%=250ml
因此，在盐酸没有反应完全或刚好完全反应，即V≤250ml时，沉淀为BaSO4，质量为V*3.42%/171*233=0.0466V
接着计算第二个转折点：当盐酸反应完全后，硫酸钡和氢氧化镁开始同时析出，直到硫酸根反应完全。
硫酸镁的含量为100*12%/120=0.1mol，因此可以消耗Ba(OH)2 0.1mol，对应的体积为0.1*171/3.42%=500ml
因此在250ml<V≤500ml时，BaSO4和Mg（OH）2同时析出，质量为硫酸钡的质量V*3.42%/171*233=0.0466V加上氢氧化镁的质量（V-250）*3.42%/171*58=0.0116（V-250），从而总质量为0.0582V-2.9
接着计算第三个转折点：当硫酸钡沉淀完全后，氢氧化镁继续沉淀
氢氧化镁完全沉淀需消耗氢氧化钡500ml（与硫酸钡相同），加上盐酸消耗250ml，氢氧化镁完全沉淀，需加入氢氧化钡750ml
因此在500ml<V≤750ml时，B沉淀的质量为硫酸钡的质量（沉淀完全）0.0466*500=23.3g，加上氢氧化镁的质量0.0116（V-250），从而总质量为0.0116V+20.4
最后：当氢氧化镁也沉淀完全后，沉淀质量不再变化，为29.1g
【总结】：这道题考的知识点并不多，关键在于分析。这就是关于溶液的计算的特点，本身知识点并不多，但是变化多，多转了几个弯之后，难度就会变大，只有通过多做题，掌握了分析思路，才能遇佛杀佛，遇魔杀魔。
第三阶段产生的沉淀是Mg(OH）2。此时溶液中含有Mg2+但不含H+，因此可以生成Mg(OH）2。此时沉淀溶液中剩余的Mg2+所需Ba(OH)2的体积为250ml（初中生可根据质量守恒定律计算获得）。
第四阶段不再产生沉淀。
当H+与OH- 正好反应，消耗的Ba(OH)2的体积：
[（1 *V*3.42%）/171]*2 =0.1mol
解得： V=250mL n(Ba(0H)2)=0.05mol
v<= 250 , BaSO4
v>250 , BaSO4, Mg(OH)2
沉淀的化学式 BaSO4 BaSO4,Mg(OH)2
