Question

3．某化学探究小组用如下实验证明了烧碱与稀硫酸能发生中和反应．

②③两步均充分反应，加入硫酸铁溶液，立即产生明显现象，最终得到只含一种溶质的无色溶液．请回答下列问题：
（1）根据发生的反应及现象可知反应②结束时溶液中的离子有Na⁺、OH^-、SO₄^2-（填离子符号）；②无明显现象，发生反应的化学方程式是H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO4+2H₂O；
（2）求解③中参加反应的烧碱的质量为12g；
（3）发生中和反应的硫酸的物质的量为0.1mol；
（4）最终得到的无色不饱和溶液只含一种溶质，则所得溶液中溶质的质量分数为10%．

Answer 1

分析 （1）根据发生的反应及现象判断溶液中含有的离子；氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水，据此书写方程式；
（2）设③中参加反应的烧碱的质量为x，反应生成硫酸钠质量为y，依据6NaOH+Fe₂（SO₄）₃=2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄计算解答；
（3）依据方程式：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O计算；
（4）根据质量分数公式：ω=$\frac{溶质的质量}{溶液的质量}$×100%，求所得溶液中溶质的质量分数．

解答 解：（1）根据发生的反应及现象可知反应②结束时溶液中的离子有过量氢氧化钠中的钠离子和氢氧根离子及其反应生成的硫酸钠中的钠离子和硫酸根离子；
氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O．
故答案为：Na⁺、OH^-、SO₄^2-；2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O；
（2）设③中参加反应的烧碱的质量为x，反应生成硫酸钠质量为y，
6NaOH+Fe₂（SO₄）₃=2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄，
240                                  214              426
x                                      10.7g             y
$\frac{240}{x}$                               $\frac{214}{10.7}$             $\frac{426}{y}$
x=12g，y=21.3g，
故答案为：12g；
（3）设发生中和反应的硫酸的质量为z，生成硫酸钠质量为m，
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，
80            98          142
20g-12g     z            m
$\frac{80}{142}$=$\frac{8g}{z}$     z=14.2g； $\frac{98}{80}$=$\frac{m}{8}$    m=9.8g；n（H₂SO₄）=$\frac{9.8g}{98g/mol}$=0.1mol；
故答案为：0.1mol；
（4）因此最终得到的无色不饱和溶液中溶质的质量分数=$\frac{21.3g+14.2g}{20g+80g+100g+200g-10.7g-34.3g}$=10%；
故答案为：10%．

点评 本题考查了有关方程式的计算，熟悉发生的化学反应，明确相关物质的性质是解题关键，题目难度不大．