Question

17．向100g CuSO₄與H₂SO₄的混合溶液中加入質(zhì)量分數(shù)為20%的氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與所加氫氧化鈉溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示，回答下列問題：
（1）由圖象可知，NaOH先與混合溶液中H₂SO₄發(fā)生反應(yīng)．
（2）生成沉淀Cu（OH）₂的質(zhì)量是多少？
（3）當加入NaOH溶液的質(zhì)量為40 g時，所得溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)是多少？（結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)開始沒有沉淀生成，說明硫酸過量，所以開始時硫酸和NaOH溶液反應(yīng)生成硫酸鈉和水進行解答；
（2）從圖中可看出20g氫氧化鈉溶液與混合溶液中的硫酸恰好完全反應(yīng)，20g氫氧化鈉溶液與混合溶液中的硫酸銅恰好完全反應(yīng)．可利用氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)的化學方程式，根據(jù)氫氧化鈉的質(zhì)量求出沉淀氫氧化銅的質(zhì)量；
（3）所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{溶質(zhì)質(zhì)量}{溶液質(zhì)量}$×100%，溶質(zhì)是硫酸鈉，包括硫酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成的硫酸鈉和硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成的硫酸鈉；溶液的質(zhì)量=所加入的所用物質(zhì)的總質(zhì)量-生成沉淀的質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)開始沒有沉淀生成，說明硫酸過量，所以開始時硫酸和NaOH溶液反應(yīng)生成硫酸鈉和水；
（2）設(shè)產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為x，同時生成硫酸鈉的質(zhì)量為y，20g氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量=20g×20%=4g
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
              80           98             142
              4g              x               y
$\frac{80}{4g}=\frac{98}{x}=\frac{142}{y}$
x=4.9g
y=7.1g
設(shè)與硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈉質(zhì)量為z，
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O          
80                    142                   
20g×20%             z    
$\frac{80}{20g×20%}=\frac{142}{z}$
z=7.1g；
不飽和溶液中Na₂SO₄總質(zhì)量為：7.1 g+7.1 g=14.2 g；
不飽和溶液的質(zhì)量為：100 g+40 g-4.9 g=135.1 g；
所得不飽和溶液中Na₂SO₄質(zhì)量分數(shù)：$\frac{14.2g}{135.1g}$×100%=10.5%        
答案：
（1）H₂SO₄；
（2）生成沉淀Cu（OH）₂的質(zhì)量是4.9g；
（3）所得溶液中Na₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)是10.5%．

點評 本題主要考查學生利用化學方程式進行計算的能力．解題的關(guān)鍵是結(jié)合物質(zhì)間反應(yīng)的情況，正確分析圖示數(shù)據(jù)，細心解答．