Question

3．向质量为m的20%的氢氧化钠溶液中逐滴加入硫酸镁溶液，至恰好完全反应时，滤去沉淀，称得滤液总质量为3m．
（1）计算所加硫酸镁溶液中溶质的质量分数（最后结果精确到0.1%）；
（2）请建立坐标系绘制上述滴加过程中各种不同离子的数目随硫酸镁溶液的不断加入而变化的关系图．

Answer 1

分析 （1）根据氢氧化钠和硫酸镁反应的方程式利用氢氧化钠的质量可求反应的硫酸镁和生成沉淀的质量，而后利用质量守恒定律可知硫酸镁溶液的量，进而可得硫酸镁的质量分数；
（2）依据反应前后物质是否能电离以及离子的个数关系分析解答即可．

解答 解：（1）设参加反应的MgSO₄的质量为x，生成Mg（OH）₂沉淀的质量为y
2NaOH+MgSO₄=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓
80          120                           58
m×20%    x                              y

$\frac{80}{120}$=$\frac{m×20%}{x}$；
$\frac{80}{58}$=$\frac{m×20%}{y}$；
x=0.3 m，y=0.145 m                                 
由m+MgSO₄溶液的质量=3m+0.145m
知  MgSO₄溶液的质量=2.145m
所以 MgSO₄溶液中MgSO₄的质量分数=$\frac{0.3m}{2.145m}$×100%=14.0%；    
（2）由反应方程式2NaOH+MgSO₄=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓可知溶液中的钠离子不会变化（来源于氢氧化钠溶液），而随着硫酸镁的滴加硫酸根离子则会不断变大，但由于Na₂SO₄可知溶液中的钠离子和硫酸根离子的个数比应该为2：1，溶液中的氢氧根离子随着硫酸镁的滴加会不断变少最终完全反应时消失；故可得如下图象[注：图中应反映出恰好完成反应后，N（Na⁺）：N（SO₄^2-）=2：1]

故答案为：（1）所加硫酸镁溶液中溶质的质量分数为14.0%；
（2）．

点评 此题是一道化学方程式计算题，熟练掌握相关方程式的计算和利用质量守恒定律是解题的关键．