Question

13．燒杯中裝有一定量硫酸和硫酸銅的混合溶液，已知該溶液中含H₂SO₄的質(zhì)量為9.8g．某同學(xué)為測(cè)定該混合溶液中硫酸銅的質(zhì)量，向燒杯中逐漸加入l0%的NaOH溶液，得到沉淀的質(zhì)量記錄如下：

加入NaOH溶液的質(zhì)量/g	50.0	100.0	150.0	200.0	250.0
生成沉淀的質(zhì)量/g	0.0	2.5	8.6	9.8	9.8

（1）得到沉淀的總質(zhì)量為9.8g，該混合溶液中硫酸銅的質(zhì)量為16g．
（2）參加反應(yīng)的NaOH溶液的總質(zhì)量是多少克？
（3）畫(huà)出在該混合溶液中加入NaOH溶液質(zhì)量與生成沉淀質(zhì)量變化關(guān)系的曲線．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)可知，加熱200mL與250mLNaOH溶液時(shí)，沉淀質(zhì)量不再變化，故生成沉淀氫氧化銅的質(zhì)量為9.8g；根據(jù)Cu元素守恒計(jì)算混合溶液中硫酸銅的質(zhì)量；
（2）氫氧化鈉與硫酸、硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鈉，根據(jù)硫酸根守恒計(jì)算硫酸鈉物質(zhì)的量，再根據(jù)鈉離子守恒計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量，而計(jì)算氫氧化鈉溶液質(zhì)量；
（3）開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)：H₂SO₄ +2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，計(jì)算中和硫酸需要?dú)溲趸�鈉的質(zhì)量，結(jié)合質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算需要?dú)溲趸�鈉溶液的質(zhì)量，而后發(fā)生反應(yīng)：CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，結(jié)合（2）中計(jì)算可知沉淀最大時(shí)消耗NaOH溶液質(zhì)量，由（1）中分析可知沉淀最大質(zhì)量．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，加熱200mL與250mLNaOH溶液時(shí)，沉淀質(zhì)量不再變化，故生成沉淀氫氧化銅的質(zhì)量為9.8g；根據(jù)Cu元素守恒，n（CuSO₄）=n[Cu（OH）₂]=$\frac{9.8g}{98g/mol}$=0.1mol，故m（CuSO₄ ）=0.1mol×160g/mol=16g，
故答案為：9.8g；16g；
（2）硫酸的物質(zhì)的量為$\frac{9.8g}{98g/mol}$=0.1mol，發(fā)生反應(yīng)：H₂SO₄ +2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，氫氧化鈉與硫酸、硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鈉，根據(jù)硫酸根守恒：n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄）+n（CuSO₄）=0.1mol+0.1mol=0.2mol，根據(jù)鈉離子守恒：n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=0.4mol，故需要?dú)溲趸�鈉的質(zhì)量為0.4mol×40g/mol=16g，需要10%氫氧化鈉溶液質(zhì)量為$\frac{16g}{10%}$=160g，
答：參加反應(yīng)的NaOH溶液的總質(zhì)量是160克；
（3）開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)：H₂SO₄ +2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O，中和硫酸需要?dú)溲趸�鈉為0.1mol×2=0.2mol，需要?dú)溲趸�鈉溶液的質(zhì)量為$\frac{0.2mol×40g/mol}{10%}$=80g，結(jié)合（2）中計(jì)算可知沉淀最大時(shí)消耗NaOH溶液質(zhì)量為160g，由（1）中分析可知沉淀最大質(zhì)量為9.8g，故混合溶液中加入NaOH溶液質(zhì)量與生成沉淀質(zhì)量變化關(guān)系的曲線為：，故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物計(jì)算，關(guān)鍵是明確發(fā)生，注意利用守恒法解答，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，（3）中注意抓住起點(diǎn)、折點(diǎn)及曲線走勢(shì)，難度中等．