Question

小明在做鐵置換硫酸銅的實驗時，發現鐵釘表面有氣泡產生，經測定，知是硫酸銅中混入了少量稀硫酸，為測定溶液的組成情況，取100克混合溶液，向其中加入質量分數為20%的NaOH溶液，產生的沉淀與所加入NaOH溶液的質量關系如圖：
（1）oa段所發生的反應是NaOH與混合溶液中的______反應．
（2）混合溶液中H₂SO₄的質量分數是多少？

Answer 1

解：（1）根據氫氧化鈉既能與硫酸反應也能與硫酸銅反應且氫氧化鈉與硫酸反應時沒有現象發生，因此OA段的反應是2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O；
（2）由圖象可知在OA發生氫氧化鈉與硫酸反應，從a到60g段則是氫氧化鈉與硫酸銅的反應，
設生成9.8g產點需氫氧化鈉的質量為x
2NaOH+CuSO₄═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓
80 98
20%×x 9.8g

x=40g
故與稀硫酸反應的氫氧化鈉溶液質量是60g-40g=20g
設硫酸的質量是y
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
80 98
20g×20% y

y=4.9g
故混合溶液中H₂SO₄的質量分數是×100%=4.9%
故答案為：（1）硫酸；（2）混合溶液中H₂SO₄的質量分數是4.9%；
分析：分析關系圖可知，向混合溶液中滴加氫氧化鈉溶液先與硫酸反應，待混合溶液中硫酸完全反應后開始與硫酸銅溶液發生反應，因此在計算生成最大沉淀量時所加入的氫氧化鈉溶液的總質量時，應該考慮到上述的反應情況，即所加入的氫氧化鈉溶液的總質量為與硫酸反應的溶液和與硫酸銅反應的溶液質量和．
點評：正確地分析圖象是解題的關鍵．分析沉淀的質量與所滴入NaOH溶液的質量關系曲線時，曲線起點表明混合溶液中硫酸恰好完全反應，曲線折點表明硫酸銅恰好與氫氧化鈉完全反應．