Question

5．现有16g Fe₂O₃和CuO的混合粉末，把该混合物全部加入到100g足量的稀硫酸中，固体粉末完全溶解．然后滴加150g16%的氢氧化钠溶液，恰好完全反应，过滤．试计算：
（1）所得滤液中的溶质是Na₂SO₄（写化学式），质量为42.6g．
（2）所用稀硫酸溶质的质量分数．

Answer 1

分析 Fe₂O₃和CuO的混合粉末，把该混合物全部加入到100g足量的稀硫酸，固体粉末完全溶解，溶液中溶质为硫酸铜、硫酸铁和硫酸，滴加150g16%的氢氧化钠溶液，恰好完全反应，过滤后转化为硫酸钠．找出Na⁺和SO₄^2-之间的关系，由于无论开始怎么反应，最后加入氢氧化钠以后，都是钠离子和硫酸根离子结合为硫酸钠，所以有H₂SO₄～2NaOH～Na₂SO₄，然后根据这一关系解题即可．

解答 解：Fe₂O₃和CuO的混合粉末，把该混合物全部加入到100g足量的稀硫酸，固体粉末完全溶解，溶液中溶质为硫酸铜、硫酸铁和硫酸，滴加150g16%的氢氧化钠溶液，恰好完全反应，过滤后转化为硫酸钠．根据反应的方程式可得
设100g硫酸溶液中H₂SO₄的质量为x，生成Na₂SO₄的质量为y，由Na⁺和SO₄^2-之间的关系得：
H₂SO₄～2NaOH～Na₂SO₄
98             80          142
x         150g×16%      y
$\frac{98}{x}=\frac{80}{150g×16%}=\frac{142}{y}$；
x=29.4g，y=42.6g，
所以ω（H₂SO₄）=$\frac{29.4g}{100g}$×100%=29.4%，
答：（1）所得滤液中的溶质是Na₂SO₄，质量为42.6g，（2）硫酸溶液溶质的质量分数为29.4%．

点评 本题考查的是有关于溶质质量分数的简单计算的题目，在解题时，关键是找出隐含在题目中的解题条件Na⁺和SO₄^2-之间的关系．