Question

9．在硫酸与硫酸铜的混合溶液200克中，滴入40%的氢氧化钠溶液100克，恰好完全反应．记录反应过程，得到的沉淀与所加的氢氧化钠溶液的质量关系如图所示．
（1）试分析在混合溶液中滴加氢氧化钠溶液时，为什么没有立即产生沉淀？
（2）当滴加50克氢氧化钠溶液时，混合溶液中的溶质是（用化学式表示）CuSO₄、Na₂SO₄．
（3）200克混合溶液中，硫酸的溶质质量分数为9.8%．
（4）完全反应时，所得溶液中的溶质质量分数为25.9%．

Answer 1

分析 （1）根据硫酸会与氢氧化钠发生中和反应，所以在混合溶液中加入氢氧化钠，不会立即生成沉淀进行分析；
（2）根据向硫酸与硫酸铜的混合溶液中滴加氢氧化钠溶液，氢氧化钠先与硫酸反应，待硫酸完全反应后，氢氧化钠与硫酸铜发生反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀解答；
（3）根据得到的沉淀与所加的氢氧化钠溶液的质量关系图，可查得与硫酸、硫酸铜发生反应的氢氧化钠溶液的质量，根据反应的化学方程式，由消耗氢氧化钠的质量可计算与氢氧化钠反应的硫酸的质量；
（4）根据题中的数据计算溶液的质量和溶质质量，然后计算溶质的质量分数．

解答 解：（1）硫酸会与氢氧化钠发生中和反应，所以在混合溶液中加入氢氧化钠，不会立即生成沉淀；
（2）由得到的沉淀与所加的氢氧化钠溶液的质量关系图，可查得与混合溶液中硫酸发生反应的氢氧化钠溶液质量为40g，当滴加50克氢氧化钠溶液时，硫酸钡全部消耗，混合溶液中的溶质含有硫酸铜和生成的硫酸钠；
（3）（3）设消耗硫酸的质量为x，生成硫酸钠的质量为y
H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O
98      80    142
x    40g×40%   y
$\frac{98}{x}$=$\frac{80}{40g×40%}$=$\frac{142}{y}$
x=19.6g
y=28.4g
200克混合溶液中，硫酸的溶质质量分数为：$\frac{19.6g}{200g}$×100%=9.8%．
（4）由得到的沉淀与所加的氢氧化钠溶液的质量关系图，可查得与混合溶液中硫酸铜发生反应的氢氧化钠溶液质量为100g-40g=60g，
设生成氢氧化铜沉淀质量为m，生成硫酸钠的质量为n
CuSO₄+2NaOH═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
160    80      98         142
     60g×40%   m          n
$\frac{80}{40%×60g}$=$\frac{98}{m}$=$\frac{146}{n}$
   m=29.4g
   n=42.6g
反应后溶质的质量分数为：$\frac{42.6g+28.4g}{200g+100g-29.4g}$×100%=25.9%．
故答案为：（1）硫酸会与氢氧化钠发生中和反应；
（2）CuSO₄、Na₂SO₄；
（2）9.8%；
（4）25.9%．

点评 本题主要考查学生的综合分析能力．在处理图象的数据时，注意曲线起点与折点特殊意义的分析，依据物质间反应的情况和图示数据，判断各步反应消耗氢氧化钠溶液的质量．