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19.某环保小组监测到一湿法冶铜厂排放的废水中含有硫酸和硫酸铜两种污染物,为测定该废水中各污染物的含量,给冶铜厂提供处理废水的参考,环保小组的同学进行了以下实验.取废水200g,向其中加入溶质质量分数为20%的氢氧化钠溶液.测得生成沉淀的质量与所加入的氢氧化钠溶液的质量关系如下表:
加入的氢氧化钠溶液的质量/g4080120160
生成沉淀的质量/g09.819.619.6
根据所得数据分析和计算:
(1)向200g该废水中加入足量的氢氧化钠溶液产生沉淀的质量为19.6g.
(2)200g该废水中硫酸铜的溶质质量分数.
(3)200g该废水中硫酸的溶质质量为9.8g.
(4)另取同样的200g该废水,向其中加入17.1%的Ba(OH)2溶液.请你画出加入Ba(OH)2溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图.(在答题卡的坐标中作图,并标出曲线折点的坐标)

分析 (1)根据表中数据分析产生沉淀的质量;
(2)根据氢氧化铜的质量结合方程式求解硫酸铜的质量,进一步计算废水中硫酸铜的溶质质量分数;
(3)由表中数据可知每40g氢氧化钠溶液与硫酸铜反应生成沉淀9.8g,所以前40g氢氧化钠溶液与硫酸反应,根据氢氧化钠的质量计算硫酸的质量;
(4)分别计算硫酸与Ba(OH)2溶液恰好反应的沉淀质量和所用Ba(OH)2溶液质量以及硫酸铜与Ba(OH)2溶液恰好反应的沉淀质量和所用Ba(OH)2溶液质量,描点连线.

解答 解:(1)根据表中数据分析产生沉淀的质量为19.6g
(2)设200g废水中CuSO4的质量为x,
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 
160             98
x               19.6g
$\frac{160}{x}$=$\frac{98}{19.6g}$
x=32g
废水中硫酸铜的溶质质量分数为$\frac{32g}{200g}$×100%=16% 
答:废水中硫酸铜的溶质质量分数为16%.
(3)由表中数据可知每40g氢氧化钠溶液与硫酸铜反应生成沉淀9.8g,所以前40g氢氧化钠溶液与硫酸反应.
设废水中硫酸的质量为y
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
98     80
y     40g×20%
$\frac{98}{y}$=$\frac{80}{40g×20%}$
y=9.8g
答:废水中硫酸的质量为9.8g
(4)设废液中硫酸与Ba(OH)2溶液恰好反应的硫酸钡质量为n,所用Ba(OH)2溶液质量m
H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+H2O
98     171      233
9.8g   m×17.1%   n
$\frac{98}{9.8g}$=$\frac{171}{m×17.1%}$=$\frac{233}{m}$
m=100  n=23.3g
设废液中硫酸铜与Ba(OH)2溶液恰好反应的硫酸钡质量为a,氢氧化铜质量为b,所用Ba(OH)2溶液质量c
CuSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Cu(OH)2↓
160     171     233       98
32g    c×17.1%   a        b
$\frac{160}{32g}$=$\frac{171}{c×17.1%}$=$\frac{233}{a}$=$\frac{98}{b}$
a=46.6g  b=19.6g  c=200g
所以与废液中硫酸和硫酸铜反应完全时,生成沉淀为23.3g+46.6g+19.6g=89.5g;消耗Ba(OH)2溶液质量为100g+200g=300g
所以加入Ba(OH)2溶液的质量与产生沉淀的质量的关系图为

坐标(100,23.3)和(300,89.5)

点评 本题是一道综合性很强的根据化学方程式计算,只要找准已知量和相应未知量是解答此类题目的关键所在,关于作图要找准起始点和折点即可.

练习册系列答案
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11.氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物,它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物,制备特殊的陶瓷材料等.某兴趣小组用镁与氮气反应制备氮化镁(Mg3N2),并用实验方法测定氮化镁的纯度.
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资料二:(NH4)2SO4+2NaNO2$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2N2↑+Na2SO4+4H2O,该反应为放热反应;
资料三:饱和硫酸亚铁溶液能吸收部分氧气;
资料四:在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应.
【制备氮化镁】制备氮化镁的装备示意图如图1:

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(2)写出E装置中发生反应的化学方程式3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2;
(3)进行实验时先进行A处加热而不是E处加热,理由是排尽空气;
【测定氮化镁的含量】
(4)定性测定:
步骤一:取少量上述实验中制备的氮化镁样品于试管中,加足量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,试管口闻到有刺激性气味的气体生成;
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写步骤二中产生气泡的反应的化学方程式:Mg+2HCl═MgCl2+H2↑;
(5)定量测定:按如图2装置进行实验.
①球形干燥管的作用是充分反应,防倒吸;
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③导致该样品中氮化镁含量测定结果偏低的可能原因是产生的氨气未能全部被吸收.

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