Question

3．某環(huán)保小組監(jiān)測到一濕法冶銅廠排放的廢水中含有硫酸和硫酸銅兩種污染物，為測定該廢水中各污染物的含量，給冶銅廠提供處理廢水的參考，環(huán)保小組的同學(xué)進行了以下實驗．取廢水200g，向其中加入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的氫氧化鈉溶液．測得生成沉淀的質(zhì)量與所加入的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量關(guān)系如表：

加入的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量/g	40	80	120	160
生成沉淀的質(zhì)量/g	0	9.8	19.6	19.6

根據(jù)所得數(shù)據(jù)分析和計算：
（1）向200g該廢水中加入足量的氫氧化鈉溶液產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為19.6g．
（2）求200g該廢水中硫酸銅的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．
（3）200g該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量為9.8g．
（4）另取同樣的200g該廢水，向其中加入17.1%的Ba（OH）₂溶液．請你畫出加入Ba（OH）₂溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量的關(guān)系圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量；
（2）根據(jù)氫氧化銅的質(zhì)量結(jié)合方程式求解硫酸銅的質(zhì)量，進一步計算廢水中硫酸銅的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知每40g氫氧化鈉溶液與硫酸銅反應(yīng)生成沉淀9.8g，所以前40g氫氧化鈉溶液與硫酸反應(yīng)，根據(jù)氫氧化鈉的質(zhì)量計算硫酸的質(zhì)量；
（4）分別計算硫酸與Ba（OH）₂溶液恰好反應(yīng)的沉淀質(zhì)量和所用Ba（OH）₂溶液質(zhì)量以及硫酸銅與Ba（OH）₂溶液恰好反應(yīng)的沉淀質(zhì)量和所用Ba（OH）₂溶液質(zhì)量，描點連線．

解答 解：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為19.6g；
（2）設(shè)200g廢水中CuSO₄的質(zhì)量為x
CuSO₄+2NaOH═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
160            98
x             19.6 g
$\frac{160}{x}$=$\frac{98}{19.6g}$
x=32 g
廢水中硫酸銅的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為$\frac{32g}{200g}$×100%=16%；
答：廢水中硫酸銅的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為16%．
（3）由表中數(shù)據(jù)可知每40g氫氧化鈉溶液與硫酸銅反應(yīng)生成沉淀9.8g，所以前40g氫氧化鈉溶液與硫酸反應(yīng)．
設(shè)廢水中硫酸的質(zhì)量為y
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
98     80
y     40g×20%
$\frac{98}{y}$=$\frac{80}{40g×20%}$
y=9.8g
答：廢水中硫酸的質(zhì)量為9.8g；
（4）設(shè)廢液中硫酸與Ba（OH）₂溶液恰好反應(yīng)的硫酸鋇質(zhì)量為n，所用Ba（OH）₂溶液質(zhì)量m
H₂SO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+2H₂O
98      171     233
9.8 g  m×17.1%  n
$\frac{98}{9.8g}$=$\frac{171}{m×17.1%}$=$\frac{233}{n}$
m=100g
n=23.3g
設(shè)廢液中硫酸銅與Ba（OH）₂溶液恰好反應(yīng)的硫酸鋇質(zhì)量為a，氫氧化銅質(zhì)量為b，所用Ba（OH）₂溶液質(zhì)量為c．
CuSO₄+Ba（OH）₂═BaSO₄↓+Cu（OH）₂↓
160     171      233      98
32 g   c×17.1%   a        b
$\frac{160}{32g}$=$\frac{171}{c×17.1%}$=$\frac{233}{a}$=$\frac{98}$
a=46.6g，
b=19.6g，
c=200g
氫氧化鋇與廢液中的硫酸和硫酸銅反應(yīng)完全時，生成沉淀為
23.3 g+46.6 g+19.6 g=89.5 g
消耗Ba（OH）₂溶液質(zhì)量為100 g+200 g=300 g
所以加入Ba（OH）₂溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量的關(guān)系圖為

故答案為：（1）19.6g；
（2）16%；
（3）9.8g；
（4）

點評 本題是一道綜合性很強的根據(jù)化學(xué)方程式計算，只要找準已知量和相應(yīng)未知量是解答此類題目的關(guān)鍵所在，關(guān)于作圖要找準起始點和折點即可．