Question

某固體物質(zhì)由MgSO₄和NaOH組成，取24克該固體混合物溶于水后，向所得的混合物中逐漸加入15%的硫酸（密度為1.1g/mL），發(fā)現(xiàn)沉淀量y與加入的硫酸的體積x有如圖的關(guān)系．求該固體中MgSO₄、NaOH的質(zhì)量各為多少？

Answer 1

解：①由圖示數(shù)據(jù)可知，與氫氧化鎂沉淀反應(yīng)的硫酸溶液的體積為：89mL-29.7mL=59.3mL，則H₂SO₄質(zhì)量為：59.3mL×1.1g/mL×15%≈9.8g，
設(shè)參與反應(yīng)的沉淀氫氧化鎂的質(zhì)量為x，
Mg（OH）₂+H₂SO₄═MgSO₄+2H₂O
58 98
x 9.8g
∴，
解之得：x==5.8g；
②設(shè)參與反應(yīng)的MgSO₄的質(zhì)量為y，NaOH的質(zhì)量為z，
MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓
120 80 58
y z 5.8g
∴=，=
解之得：y==12g；
z==8g；
③由圖示可知，與氫氧化鈉反應(yīng)的硫酸溶液的體積為29.7mL，則其中H₂SO₄的質(zhì)量為：29.7mL×1.1g/mL×15%=4.9g，
設(shè)與硫酸反應(yīng)的氫氧化鈉的質(zhì)量為r，
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O
80 98
r 4.9g
∴，
解之得：r==4g；
則該固體中NaOH的質(zhì)量=8g+4g=12g．
答：該固體中MgSO₄的質(zhì)量為12g；NaOH的質(zhì)量為12g．
（或者還可以用固體質(zhì)量-該固體中MgSO₄的質(zhì)量=NaOH的質(zhì)量計算更簡便．）
分析：物質(zhì)之間的反應(yīng)有2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O，MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓，Mg（OH）₂+H₂SO₄═MgSO₄+2H₂O；由圖示數(shù)據(jù)可知，開始加入硫酸至29.7mL時，沉淀沒有減少，是因為硫酸在與氫氧化鈉反應(yīng)，A～B斷才是硫酸與氫氧化鎂沉淀反應(yīng)的體積．利用氫氧化鎂與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，列出比例式，就可計算出MgSO₄和NaOH反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量；然后再利用MgSO₄和NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式，列出比例式，計算出固體物質(zhì)中MgSO₄的質(zhì)量和參與反應(yīng)的氫氧化鈉的質(zhì)量；然后再利用氫氧化鈉與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，列出比例式，計算出此反應(yīng)中氫氧化鈉的質(zhì)量，兩者之和就是固體物質(zhì)中NaOH的質(zhì)量．（或者直接用固體質(zhì)量-該固體中MgSO₄的質(zhì)量=NaOH的質(zhì)量計算更簡便．）
點評：本題主要考查學(xué)生利用化學(xué)方程式進(jìn)行計算的能力．本題所涉化學(xué)反應(yīng)較多，解答時需認(rèn)真分析圖示數(shù)據(jù)和已知條件以及物質(zhì)間反應(yīng)的情況，才能正確解答．