题目内容

9.某同学为了测定硫酸钠和硫酸铜的固体混合物中硫酸铜的质量分数,进行如下实验:将80g固体混合物溶于足量水配成溶液,平均分成四份,分别加入相同溶质质量分数的氢氧化钠溶液,获得如下实验数据:
实验次数1234
固体混合物的质量(g)20202020
加入NaOH溶液的质量(g)20406080
生成沉淀的质量(g)4.9m10.510.5
问:
(1)表中m的值为9.8g;
(2)原固体混合物中硫酸铜的质量分数是多少?(精确到0.1%)

分析 (1)根据加入20g氢氧化钠溶液质量得到沉淀4.9g,第三次实验加入60g氢氧化钠溶液生成沉淀增加了,说明第一次实验中20g氢氧化钠完全反应只能生成4.9g沉淀,加入40g氢氧化钠溶液质量是20g氢氧化钠溶液质量的2倍所以m值是4.9g的2倍;
(2)生成最多的沉淀的质量,应是完全反应后生成的沉淀质量,根据反应的化学方程式,可以得到各物质之间的比例关系,进而求出原固体混合物中硫酸铜的质量,进一步可求得硫酸铜的质量分数;

解答 解:
(1)根据加入20g氢氧化钠溶液质量得到沉淀4.9g,第三次实验加入60g氢氧化钠溶液生成沉淀增加了,说明第一次实验中20g氢氧化钠完全反应只能生成4.9g沉淀,加入40g氢氧化钠溶液质量是20g氢氧化钠溶液质量的2倍所以m值是4.9g的2倍,故m为9.8g;
(2)根据图表可知,20g固体混合物中加入氢氧化钠溶液的质量到30g和40g时的沉淀质量一样多,说明加到30g 时已完全反应,故最多生成沉淀质量为10.5g,
设80g原固体混合物中硫酸铜的质量为x;
CuSO4+2NaOH═Cu(OH)2↓+Na2SO4
160             98   
x               10.5g
$\frac{160}{x}=\frac{98}{10.5g}$
x≈17.1g
 原固体混合物中硫酸铜的质量分数是$\frac{17.1g}{80g}$×100%≈21.4%
答案:
(1)9.8g
(2)原固体混合物中硫酸铜的质量分数是21.4%

点评 此题是一道图表数据分析综合题,解题的关键是弄明白表格中数据的意义,进而判断出反应时的物质的质量情况,该题综合性较强,难度较大;

练习册系列答案
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18.氢氧化钠是一种重要的化工原料,也是实验室中常见的一种试剂,氢氧化钠必须密封保存,因为易与空气中二氧化碳发生化学反应而变质,用化学方程式表示变质原因2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
下面是几位同学对一瓶氢氧化钠固体成分进行的探究
探究一:确定一瓶氢氧化钠固体是否变质
小强方案:
实验操作实验现象结论
取少量样品于试管中,加入一定量水,样品全溶解后,滴加足量的稀盐酸
(填一种溶液)

有气泡产生


氢氧化钠已变质
探究二:确定氢氧化钠固体变质的程度
小刚方案:
实验操作实验现象结论
①取少量样品于试管中,加入一定量水后,样品全溶解后,滴加过量的CaCl2溶液
产生白色沉淀


氢氧化钠固体部分变质
②静置后取上层清液于试管中,滴入2滴酚酞试液溶液变为红色
小刚实验方案中滴入过量的CaCl2溶液目的是除去氢氧化钠变质生成的碳酸钠.
探究三:定量分析部分变质的氢氧化钠固体中氢氧化钠的含量
下面是小明和小军两位同学不同的设计实验方案
小明实验流程

(1)通过小明实验方案计算出样品中氢氧化钠的含量(写出计算过程)
小军实验流程:

(2)小军实验步骤如下
①检查好装置气密性,装好药品后连接并固定好装置
②打开弹簧夹a,通入一段时间的空气,再称量D装置质量记录为100g
③关闭弹簧夹a,打开B装置中的分液漏斗,滴入稀硫酸,直到瓶内无气泡产生.
④打开弹簧夹a,继续通入一段时间空气,再称量D装置质量记录为102.2g
…
实验分析:(1)在小军实验中A装置作用是吸收生成的CO2.
(2)实验步骤④中,继续通入一段时间空气的目的是为了把所有的二氧化碳都与碱石灰反应.
(3)如果缺少装C,最终所测得氢氧化钠的含量将会偏高(填“偏高”、“不变”、或者“偏低”)

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