Question

在一燒杯中盛有CuSO₄和H₂SO₄的混合溶液100g，向其中逐漸滴加溶質質量分數為10%的NaOH溶液，生成沉淀的質量與所滴入NaOH溶液的質量關系如圖所示．請根據題意回答下列問題：
（1）寫出實驗中生成沉淀的反應方程式

 

（2）根據已知條件，列出求生成沉淀質量（x）的比例式

 

（3）當加入20gNaOH溶液時所得溶液中溶質的組成是

 

（4）原混合溶液中CuSO₄和H₂SO₄的質量比為

 

（5）在加入80gNaOH溶液充分反應過濾后，向濾液中加入24.9g水，得到一份不飽和溶液．請計算此時所得不飽和溶液中溶質的質量分數

 

．

Answer 1

分析：（1）硫酸銅與氫氧化鈉反應生成氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉，根據反應寫出方程式；
（2）根據圖象分析氫氧化鈉與硫酸銅反應的質量，由反應的方程式，列出求生成沉淀質量的比例式；
（3）根據圖象分析當加入20gNaOH溶液時所得溶液中溶質的組成；
（4）根據圖象分析氫氧化鈉與硫酸反應的量，求出H₂SO₄的質量，再求出質量比；
（5）根據溶質的質量分數的公式計算．

解答：解：（1）向盛有CuSO₄和H₂SO₄的混合溶液的燒杯中滴加NaOH溶液時，硫酸銅與氫氧化鈉反應生成氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉，反應的方程式是：2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；
（2）由圖象可知，與硫酸反應的氫氧化鈉溶液的質量為40g，與硫酸銅反應的氫氧化鈉溶液的質量為80g-40g=40g，設生成氫氧化銅沉淀的質量是x，硫酸鈉的質量為y，溶液中硫酸銅的質量為z
2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；
80     160   142     98
40g×10% z     y      x
生成沉淀質量x的比例式是：80：98=（40g×10% ）：x

80

40g×10%

=

160

z

=

142

y

=

98

x

解得：x=4.9g    y=7.1g   z=8g
（3）由圖象可知，當加入20gNaOH溶液時，溶液中的硫酸未完全反應，溶液中有硫酸與氫氧化鈉反應生成的硫酸鈉，有剩余的硫酸和硫酸銅；
（4）設硫酸溶液中溶質的質量為p，與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉的質量為q
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O
80     98    142
40g×10% p     q

80

98

=

40g×10%

p

 

80

142

=

40g×10%

q

  解得：p=4.9g   q=7.1g
原混合溶液中CuSO₄和H₂SO₄的質量比為8g：4.9g=80：49
（5）不飽和溶液中溶質的質量分數為：

7.1g+7.1g

100g+80g+24.9g-4.9g

×100%=7.1%
故答為：（1）2NaOH+CuSO₄=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；（2）80：98=（40g×10% ）：x；（3）硫酸鈉、硫酸、硫酸銅；（4）80：49；（5）7.1%．

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．