Question

4．现有16g Fe₂O₃和CuO的混合物，进行如下实验；把混合物全部加入到100克足量的硫酸溶液中，完全溶解后，滴加溶质质量分数为16%的氢氧化钠溶液，滴加氢氧化钠溶液的质量与生成沉淀质量的关系如图所示，回答下列问题：
（1）写出上述实验过程中会生成红褐色沉淀的化学方程式：6NaOH+Fe₂（SO₄）₃=2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄．
（2）当所加氢氧化钠溶液质量为20g时，混合液中的溶质有Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄、CuSO₄、Na₂SO₄．
（3）求CuO的质量．

Answer 1

分析 （1）氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁和硫酸钠；
（2）氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，由于加入足量的硫酸溶液，再滴加氢氧化钠溶液时，氢氧化钠优先于硫酸反应；
（3）根据电荷守恒知道，铁和铜所带正电荷总数必与氢氧根离子所带负电荷总数相等．

解答 解：（1）氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁和硫酸钠，方程式为：6NaOH+Fe₂（SO₄）₃=2Fe（OH ）₃↓+3Na₂SO₄；
（2）氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，由于加入足量的硫酸溶液，再滴加氢氧化钠溶液时，氢氧化钠优先于硫酸反应，当所加氢氧化钠溶液质量为20g时，氢氧化钠还没有把硫酸消耗完，所以混合液中的溶质有Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄、CuSO₄、Na₂SO₄；
（3）设Fe₂O₃的质量为x，CuO的质量为y．
则有x+y=16g--①
根据电荷守恒知道，铁和铜所带正电荷总数必与氢氧根离子所带负电荷总数相等．可得方程
$\frac{x}{160}$×2×3+$\frac{y}{80}$×1×2=$\frac{（150g-25g）×16%}{40}$--②
有①②解得x=y=8g
故答案为：（1）6NaOH+Fe₂（SO₄）₃=2Fe（OH ）₃↓+3Na₂SO₄；
（2）Fe₂（SO₄）₃、H₂SO₄、CuSO₄、Na₂SO₄；
（3）8g．

点评 此题是数形结合类问题，分析反应的关系图是正确判断反应进行的依据和基础．弄清折点的含义，是解决此题的关键之所在．