Question

10．实验室现有硫酸镁和硫酸钠的固体混合物样品，小明同学想测定样品中硫酸镁的质量分数，先称取该混合物样品20g，完全溶于100g水中．然后取用了一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液100 g平均分四次加入其中，充分振荡，实验所得数据见下表，请你分析并进行有关计算：

次数	1	2	3	4
加入氢氧化钠溶液的质量/g	25	25	25	25
生成沉淀的质量/g	2.9	X	8.7	8.7

（1）上表中X的数值为5.8；原固体混合物样品中硫酸镁的质量分数是90%；
（2）求恰好完全反应时，溶液中溶质的质量分数．（结果精确到0.1%）

（3）请在图中画出在20g 样品中加氢氧化钠溶液的质量与产生沉淀质量变化关系的示意图．
（4）若用氢氧化钡溶液代替氢氧化钠溶液来测定样品中硫酸镁的质量分数，是否可行？并说明理由氢氧化钡也会与杂质硫酸钠反应，导致测定结果偏大．

Answer 1

分析 （1）对比表中前三组的数据可以得出X的值．由生成沉淀的总质量根据硫酸镁与氢氧化钠反应的化学方程式可以计算出硫酸镁的质量，进而计算出样品中硫酸镁的质量分数．
（2）根据生成氢氧化镁的质量结合化学方程式计算出生成硫酸钠的质量，进而计算出恰好完全反应时，溶液中溶质的质量分数．
（3）根据在20g 样品中加氢氧化钠溶液的质量与产生沉淀质量变化关系画出示意图即可．
（4）根据氢氧化钡也会与杂质硫酸钠反应分析．

解答 解：（1）由表中1、3两次的数据可知，25g氢氧化钠溶液与硫酸镁反应能生成2.9g沉淀，因此50g氢氧化钠溶液能生成5.8g沉淀．
设样品中硫酸镁的质量分数为x．
MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄
120                         58
20gx                      8.7g
$\frac{120}{58}$=$\frac{20gx}{8.7g}$
x=90%
（2）设恰好完全反应时生成Na₂SO₄的质量为x．
MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄
                               58                142
                               8.7g               x
$\frac{58}{142}$=$\frac{8.7g}{x}$，解得x=21.3g

恰好完全反应时，溶液中溶质的质量分数为$\frac{21.3g+（20g-18g）}{120g+75g-8.7g}$×100%=12.5%．
（3）在20g 样品中加氢氧化钠溶液的质量与产生沉淀质量变化关系的示意图如下：


（4）氢氧化钡也会与杂质硫酸钠反应，导致测定结果偏大，因此不能用氢氧化钡溶液代替氢氧化钠溶液来测定样品中硫酸镁的质量分数．
故填：（1）5.8；90%；
（2）恰好完全反应时，溶液中溶质的质量分数为12.5%；
（3）
（4）氢氧化钡也会与杂质硫酸钠反应，导致测定结果偏大．

点评 此题是一道图表数据分析综合题，解题的关键是弄明白表格中数据的意义，进而判断出反应时的物质的质量情况，该题综合性较强，难度较大．