Question

【題目】現有8g Fe2O3和CuO的混合物，進行如下實驗：把混合物全部加入到50克足量的硫酸溶液中，完全溶解后，滴加溶質質量分數為8%的氫氧化鈉溶液，滴加氫氧化鈉溶液的質量與生成沉淀質量的關系如圖所示．回答下列問題：

（1）求所用硫酸溶液溶質的質量分數．
（2）求 a的取值范圍．
（3）若a=30，則將此16克混合物用過量的一氧化碳充分還原，求冷卻后所得固體的質量．

Answer 1

【答案】
（1）解：設硫酸的質量分數為x

2NaOH﹣﹣﹣Na2SO4﹣﹣﹣	H2SO4
80	98
150g×8%	50g×x

x=29.4%；

（2）解：若8克固體全部為Fe2O3，則將鐵元素全部轉化為沉淀所需氫氧化鈉溶液的質量為（y1）

Fe2O3﹣﹣2Fe（OH）3﹣﹣	6NaOH
160	240
8g	y1×8%

y1=150g

所以a=0

同理可得，當8克固體全部為CuO時，y2=100g

所以a=50

所以a的取值范圍：0＜a＜50；

（3）解：若a=30，則與氫氧化鈉反應的硫酸溶液量為：
2NaOH-----H2SO4
80 98
30g×8% y3×29.4%

=

y3=10g

則溶解氧化物固體的硫酸量為（50-10）×29.4%，這些硫酸能奪取的氧元素為：
16×40×29.4%÷98=1.92g
剩余固體的量為（8-1.92）×2=12.16g．

【解析】解答】解：（1）設硫酸的質量分數為x，
2NaOH-----Na2SO4-----H2SO4
80 98
150g×8% 50g×x

=

x=29.4%；

答：所用硫酸溶液溶質的質量分數為29.4%.

（2）若8克固體全部為Fe2O3，則將鐵元素全部轉化為沉淀所需氫氧化鈉溶液的質量為（y1），
Fe2O3----2Fe（OH）3----6NaOH
160 240
8g y1×8%

=

y1=150g

所以a=0
同理可得，當8克固體全部為CuO時，y2=100g
所以a=50
所以a的取值范圍：0＜a＜50；

答： a的取值范圍為：0＜a＜50.
（3）若a=30，則與氫氧化鈉反應的硫酸溶液量為：
2NaOH-----H2SO4
80 98
30g×8% y3×29.4%

=

y3=10g

則溶解氧化物固體的硫酸量為（50-10）×29.4%，這些硫酸能奪取的氧元素為：
16×40×29.4%÷98=1.92g
剩余固體的量為（8-1.92）×2=12.16g．

答：冷卻后所得固體的質量為12.16g．
所以答案是：（1）29.4%；（2）0＜a＜50；（3）12.16g．

（1）根據氫氧化鈉和硫酸反應生成硫酸鈉和水，依據氫氧化鈉的質量計算出硫酸的質量分數；
（2）根據假設8g鐵全部是氧化銅或氧化鐵，然后計算a的值，結合題意進行分析；
（3）根據a的質量和氫氧化鈉與硫酸反應的關系式，進行計算和分析即可求出求冷卻后所得固體的質量．

【考點精析】掌握根據化學反應方程式的計算是解答本題的根本，需要知道各物質間質量比=系數×相對分子質量之比．