Question

5．我们知道，每次做完实验后，剩余废液不能直接倾倒入排污管，必须回收处理．某兴趣小组同学从实验室收集到含有碳酸钠和氢氧化钠的混合废液5.44Kg，现用溶质质量分数为19.6%的稀硫酸来处理，并回收处理后的溶液．他们向废液中加入稀硫酸时，所得溶液pH与加入的稀硫酸质量的关系曲线如图所示．求：
（1）根据如图可知，当反应进行至B点时（填“A”、“B”或“C”），废液恰好处理完．
（2）当向混合液中加入稀硫酸至N点时，加入的稀硫酸质量为10Kg，此时溶液总质量为15kg．求此时所得溶液中溶质的质量分数（计算结果保留到0.1%）．
（3）求混合废液中氢氧化钠的质量．

Answer 1

分析 （1）根据图象分析在B时，溶液的PH等于7，溶液呈中性，废液恰好处理完；
（2）根据碳酸钠和氢氧化钠与硫酸反应的方程式，找出硫酸与硫酸钠的关系式，由硫酸的质量可求出硫酸钠的质量，在根据溶液中溶质的质量分数计算；
（3）根据化学方程式计算氢氧化钠的质量．

解答 解：（1）由于生成的硫酸钠溶液显中性，由图示可知，当反应进行至图中B点时，pH=7，然后又下降，说明此时恰好将废液处理完；
（2）设生成的硫酸钠的质量为x，
由H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O、Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
得：H₂SO₄～Na₂SO₄
   98      142
   10kg×19.6%  x
$\frac{98}{10Kg×19.6%}$=$\frac{142}{x}$
x=2.84kg
y=
所得溶液中溶质的质量分数是：$\frac{2.84Kg}{15Kg}$×100%=18.9%；
（3）依据质量守恒定律可知，生成二氧化碳质量为：5.44Kg+10Kg-15Kg=0.44Kg
设参加与碳酸钠反应的硫酸质量为m
Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
        98              44
        m×19.6%        0.44Kg
   $\frac{98}{m×19.6%}$=$\frac{44}{0.44g}$
          m=5Kg
所以与氢氧化钠反应的硫酸质量为5Kg，
混合物中含有氢氧化钠质量为n
H₂SO₄+2NaOH═Na₂SO₄+2H₂O
98      80
5Kg×19.6% n
  $\frac{98}{5g×19.6%}$=$\frac{80}{n}$
           n=0.8Kg
故答案为：（1）B；
（2）18.9%；
（3）0.8Kg．

点评 在解此类题时，首先分析反应应用的原理，然后结合图象中的转折点，以及方程式中的比例关系进行解答．