Question

4．现有H₂SO₄和MgSO₄的混合溶液，为了分析混合溶液中H₂SO₄和MgSO₄的质量分数，设计图甲实验方案，并得到图乙有关数据．请回答下列问题：
（1）图乙的图象中，ab段表示的是混合溶液中的H₂SO₄（写化学式）与NaOH发生反应．
（2）与硫酸镁溶液反应的氢氧化钠溶液的质量为40g；请计算该混合溶液中MgSO₄的溶质质量分数（写出计算过程）．
（3）在c点，混合溶液与NaOH恰好反应完全，此点溶液中的溶质是Na₂SO₄（写化学式）．
（4）在向100g混合溶液中不断加入上述氢氧化钠溶液的过程中，请画出加入氢氧化钠溶液的质量与产生沉淀质量的关系图．（在图丙的坐标图中作图）

Answer 1

分析 （1）根据加入氢氧化钠后没有立即出现沉淀，说明加入的NaOH溶液先跟其中的硫酸反应，后跟硫酸镁反应进行分析；
（2）根据图乙中pH的变化分析与硫酸镁反应的氢氧化钠的质量；再根据氢氧化钠与硫酸镁反应的方程式计算硫酸镁的质量、生成的沉淀的质量等，即可进行有关的计算．
（3）据图乙中pH的变化分析在c点混合溶液与NaOH恰好反应完全，据此判断溶液中的溶质；
（4）根据上述数据做出加入氢氧化钠溶液的质量与产生沉淀质量的关系图；

解答 解：（1）向H₂SO₄和MgSO₄的混合溶液中加入NaOH溶液，氢氧化钠首先与硫酸反应，溶液的pH逐渐变大，当pH等于7时硫酸恰好完全反应，所以，图乙的图象中，ab段表示的是混合溶液中的H₂SO₄与NaOH发生反应；
（2）由图乙中pH的变化可知，与硫酸镁反应的氢氧化钠的质量为：90g-50g=40g
设：100g混合液中硫酸镁的质量为x，生成沉淀的质量为y
MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄ 
120     80             58
x     40g×20%        y             
$\frac{120}{x}=\frac{80}{40g×20%}=\frac{58}{y}$  解得：x=12g   y=5.8g
该混合溶液中MgSO₄的溶质质量分数是：$\frac{12g}{100g}×100%$=12%
（3）在c点，混合溶液与NaOH恰好反应完全，此点溶液中的溶质是Na₂SO₄；
（4）由上述分析可知，当加入氢氧化钠溶液50g起开始产生沉淀，当加入到90g时硫酸镁完全反应产生了沉淀是5.8g，所以，加入氢氧化钠溶液的质量与产生沉淀质量的关系图如下：
故答为：（1）H₂SO₄；（2）40，12%；（3）Na₂SO₄；（4）见上图．

点评 本题主要考查了化学方程式的计算，难度不大，注意解题的规范性和准确性．