Question

3．有鹽酸和CuCl₂的混合溶液共100g，向混合溶液中逐滴加入溶質質量分數(shù)為10%的NaOH溶液，生成的沉淀與加入的10%的NaOH溶液質量關系如圖所示．若CuCl₂在混合溶液中質量分數(shù)為13.5%．求：
（1）原混合溶液中HCl的質量分數(shù)；
（2）C點的坐標（x₁，y₁）．（要求寫出解題過程）
（3）恰好完全反應后經(jīng)過濾所得濾液的溶質質量分數(shù)．

Answer 1

分析 （1）CuCl₂和HCl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，氯化氫先與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水，然后氯化銅再與氫氧化鈉反應生成氫氧化銅沉淀和氯化鈉，化學方程式分別為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O；CuCl₂+2NaOH═Cu（OH）₂↓+2NaCl，由題目中圖可以看出：和稀鹽酸反應的氫氧化鈉溶液的質量為40g，已知氫氧化鈉溶液的質量分數(shù)為10%，可根據(jù)參加反應的氫氧化鈉的質量求出溶液中HCl的質量分數(shù)；
（2）由題目中圖可以看出：C點的橫坐標的值為完全反應后生成沉淀的質量，縱坐標的值為參加反應的氫氧化鈉溶液的總質量；由于題目中指出：CuCl₂在混合溶液中質量分數(shù)為13.5%，故可求出參加反應的氯化銅的質量為：100g×13.5%=13.5g，可根據(jù)氯化銅的質量求出與氯化銅反應的氫氧化鈉溶液的質量及生成沉淀的質量，從而求出C點的坐標．
（3）分析題意可知，反應至C點時溶液中溶質為氯化鈉，分析題意可知，反應至C點時溶液中溶質為氯化鈉，根據(jù)氫氧化鈉、氯化鎂與鹽酸反應的化學方程式，列出比例式，計算出生成氯化鈉的質量，然后計算即可；

解答 解：CuCl₂和HCl的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，氯化氫先與氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水，然后氯化銅再與氫氧化鈉反應生成氫氧化銅沉淀和氯化鈉，化學方程式分別為：NaOH+HCl═NaCl+H₂O；CuCl₂+2NaOH═Cu（OH）₂↓+2NaCl，由題目中圖可以看出：和稀鹽酸反應的氫氧化鈉溶液的質量為40g．（1）設該混合溶液中含HCl的質量為x．生成氯化鈉的質量為r
   HCl+NaOH═NaCl+H₂O
  36.5   40     58.5
   x    40g×10%  r
$\frac{36.5}{x}=\frac{40}{40g×10%}$，$\frac{40}{4g}=\frac{58.5}{r}$
 x=3.65 g． r=5.85g
混合溶液中HCl的質量分數(shù)$\frac{3.65g}{100g}$×100%=3.65%
答：原混合溶液中HCl的質量分數(shù)為3.65%．
（2）氯化銅的質量為100g×13.5%=13.5g．
設與氯化銅反應的NaOH溶液的質量為y，生成Cu（ OH）₂的質量為z．生成氯化鈉的質量為w
CuCl₂+2NaOH═Cu（OH）₂↓+2NaCl
135      80      98      117
13.5g   10%y    z         w  
$\frac{135}{13.5g}=\frac{80}{10%y}$，$\frac{135}{13.5g}=\frac{98}{z}$，$\frac{135}{13.5g}=\frac{117}{w}$
解之得：y=80g；z=9.8g，w=11.7g
故：共滴入NaOH溶液質量為40 g+80g=120g，所以B點的值為120，即x₁為120；
完全反應時產(chǎn)生Cu（OH）₂質量為9.8g，即y₁為9.8；
由題意可知C點橫坐標的值為120，縱坐標的值為9.8，所以C 點坐標為（120，9.8）．
答：C 點坐標為（120，9.8）．
（3）則反應至C點時溶液中溶質的質量分數(shù)為：$\frac{5.85g+11.7g}{100g+120g-9.8g}$×100%=8.3%
答：恰好完全反應后經(jīng)過濾所得濾液的溶質質量分數(shù)是8.3%．

點評 溶液和化學反應融合的題目，是綜合性的題型，要求比較高．通常學生在計算時常常會忽視了實際參加反應的是溶液中溶質的質量，而往往會把40g直接代入化學方程式進行計算．這就要求學生足夠細心、會分析、且條理分明．