Question

1．向100g稀硫酸溶液中加入一定量的镁粉，待固体完全溶解后，再向所得溶液中加入质量分数为20%的NaOH溶液，所得沉淀的质量与加入NaOH溶液的质量关系如图所示，请回答下列问题：
（1）OA段无沉淀产生的原因（用化学方程式表示）：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）加入镁粉的质量为2.4g；
（3）求加入80g NaOH溶液时，充分反应后的溶液（不饱和溶液）中溶质的质量分数和产生氢气的质量（写出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）根据开始没有沉淀生成，说明硫酸过量，所以OA段是硫酸和NaOH溶液反应生成硫酸钠和水进行解答；
（2）根据生成沉淀氢氧化镁中镁元素的质量即为加入镁粉的质量进行解答；
（3）根据金属镁的质量求出氢气的质量即可．

解答 解：（1）开始没有沉淀生成，说明硫酸过量，所以OA段是硫酸和NaOH溶液反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）生成沉淀氢氧化镁中镁元素的质量即为加入镁粉的质量，由图可知生成氢氧化镁的质量为5.8g，所以加入镁粉的质量=$\frac{24}{24+（16+1）×2}$×100%×5.8g=2.4g；
（3）设氢气的质量为x．
H₂SO₄+Mg=MgSO₄+H₂↑
      24       2
     2.4g      x
$\frac{24}{2.4g}$=$\frac{2}{x}$
x=0.2g
答：产生氢气的质量是0.2g．
根据题中的反应原理可知，镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，硫酸镁和氢氧化钠会生成硫酸钠和氢氧化镁沉淀，硫酸和氢氧化钠会生成硫酸钠和水，所以可以运用氢氧化钠全部转化成硫酸钠进行计算，
反应后的溶液质量100g+2.4g+80g-0.2g=182.2g，
生成硫酸钠的质量为y，
2NaOH→Na₂SO₄
80      142
80g×20%  y
  $\frac{80}{80g×20%}$=$\frac{142}{y}$
y=28.4g，
所以溶质的质量分数为：$\frac{28.4g}{182.2g}$×100%=15.6%．
故答案为：（1）H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）2.4；
（3）0.2g，15.6%．

点评 本题主要考查学生利用化学方程式进行计算的能力．解题的关键是结合物质间反应的情况，正确分析图示数据，细心解答．