Question

4．現(xiàn)有H₂SO₄和MgSO₄的混合溶液，為了分析混合溶液中H₂SO₄和MgSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)圖甲實(shí)驗(yàn)方案，并得到圖乙有關(guān)數(shù)據(jù)．請(qǐng)回答下列問題：
（1）圖乙的圖象中，ab段表示的是混合溶液中的H₂SO₄（寫化學(xué)式）與NaOH發(fā)生反應(yīng)．
（2）與硫酸鎂溶液反應(yīng)的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量為40g；請(qǐng)計(jì)算該混合溶液中MgSO₄的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）．
（3）在c點(diǎn)，混合溶液與NaOH恰好反應(yīng)完全，此點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是Na₂SO₄（寫化學(xué)式）．
（4）在向100g混合溶液中不斷加入上述氫氧化鈉溶液的過程中，請(qǐng)畫出加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀質(zhì)量的關(guān)系圖．（在圖丙的坐標(biāo)圖中作圖）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)加入氫氧化鈉后沒有立即出現(xiàn)沉淀，說明加入的NaOH溶液先跟其中的硫酸反應(yīng)，后跟硫酸鎂反應(yīng)進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)圖乙中pH的變化分析與硫酸鎂反應(yīng)的氫氧化鈉的質(zhì)量；再根據(jù)氫氧化鈉與硫酸鎂反應(yīng)的方程式計(jì)算硫酸鎂的質(zhì)量、生成的沉淀的質(zhì)量等，即可進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算．
（3）據(jù)圖乙中pH的變化分析在c點(diǎn)混合溶液與NaOH恰好反應(yīng)完全，據(jù)此判斷溶液中的溶質(zhì)；
（4）根據(jù)上述數(shù)據(jù)做出加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀質(zhì)量的關(guān)系圖；

解答 解：（1）向H₂SO₄和MgSO₄的混合溶液中加入NaOH溶液，氫氧化鈉首先與硫酸反應(yīng)，溶液的pH逐漸變大，當(dāng)pH等于7時(shí)硫酸恰好完全反應(yīng)，所以，圖乙的圖象中，ab段表示的是混合溶液中的H₂SO₄與NaOH發(fā)生反應(yīng)；
（2）由圖乙中pH的變化可知，與硫酸鎂反應(yīng)的氫氧化鈉的質(zhì)量為：90g-50g=40g
設(shè)：100g混合液中硫酸鎂的質(zhì)量為x，生成沉淀的質(zhì)量為y
MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄ 
120     80             58
x     40g×20%        y             
$\frac{120}{x}=\frac{80}{40g×20%}=\frac{58}{y}$  解得：x=12g   y=5.8g
該混合溶液中MgSO₄的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{12g}{100g}×100%$=12%
（3）在c點(diǎn)，混合溶液與NaOH恰好反應(yīng)完全，此點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是Na₂SO₄；
（4）由上述分析可知，當(dāng)加入氫氧化鈉溶液50g起開始產(chǎn)生沉淀，當(dāng)加入到90g時(shí)硫酸鎂完全反應(yīng)產(chǎn)生了沉淀是5.8g，所以，加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀質(zhì)量的關(guān)系圖如下：
故答為：（1）H₂SO₄；（2）40，12%；（3）Na₂SO₄；（4）見上圖．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了化學(xué)方程式的計(jì)算，難度不大，注意解題的規(guī)范性和準(zhǔn)確性．