Question

13．某固体物质主要含MgSO₄和NaOH，其余为杂质，取50.0g该固体混合物充分溶于水后，向所得的混合物中逐滴加入质量分数为15%的硫酸溶液（密度为1.1g•mL^-1），加入的稀H₂SO₄的体积x（单位：mL）与所得沉淀质量y（单位：g），有如右图所示的关系，求该固体混合物中NaOH、MgSO₄的质量各为多少克？（设杂质与MgSO₄、NaOH、硫酸均无反应．书写详细的解题过程．）

Answer 1

分析 物质之间的反应有2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O，MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓，Mg（OH）₂+H₂SO₄═MgSO₄+2H₂O；由图示数据可知，开始加入硫酸至59.4mL时，沉淀没有减少，是因为硫酸在与氢氧化钠反应，A～B段才是硫酸与氢氧化镁沉淀反应的体积．利用氢氧化镁与硫酸反应的化学方程式，列出比例式，就可计算出MgSO₄和NaOH反应生成沉淀的质量；然后再利用MgSO₄和NaOH反应的化学方程式，列出比例式，计算出固体物质中MgSO₄的质量；然后NaOH的质量即可求出．

解答 解：①由图示数据可知，与氢氧化镁沉淀反应的硫酸溶液的体积为：178.2mL-59.4mL=118.8mL，则H₂SO₄质量为：118.8mL×1.1g/mL×15%≈19.6g，
设参与反应的沉淀氢氧化镁的质量为x，
Mg（OH）₂+H₂SO₄═MgSO₄+2H₂O
58                   98
x                     19.6g
$\frac{58}{x}=\frac{98}{19.6g}$
解之得：x=11.6g；
②设参与反应的MgSO₄的质量为y，
 MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓，
120                                     58
y                                        11.6g
$\frac{120}{y}=\frac{58}{11.6g}$
解之得：y≈24g；
所以氢氧化钠的质量为50g-24g=26g，
答：该固体中MgSO₄的质量为24g；NaOH的质量为26g．

点评 本题主要考查学生利用化学方程式进行计算的能力．本题所涉化学反应较多，解答时需认真分析图示数据和已知条件以及物质间反应的情况，才能正确解答．