Question

已知金屬鈉和水能發(fā)生下列反應：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
現(xiàn)取金屬鈉4.6 g投入到100 g水中，充分反應后，冷卻到室溫（20℃），得到一種不飽和溶液，向所得溶液中逐滴滴入MgSO₄溶液，實驗測得溶液的總質量與滴入MgSO₄溶液的質量關系曲線如下圖所示．根據(jù)題意回答下列問題：
（1）金屬鈉和水充分反應后，生成氫氣的質量為________g．
（2）圖中A點的縱坐標表示的溶液的質量是________g．
（3）通過計算求出當?shù)稳?20 g MgSO₄溶液時，所得溶液中溶質的質量分數(shù)是多少？（計算結果精確至0.1%）

Answer 1

解：（1）設生成NaOH的質量為x，生成氫氣的質量為w，
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
46 80 2
4.6g x w
∴46：80=4.6g：x，46：2=4.6g：w，
解之得：x=8g，w=0.2g．
故答案為：0.2．
（2）A點的縱坐標表示的溶液的質量=4.6g+100g-0.2g=104.4g．故答案為：104.4．
（3）設最終生成Na₂SO₄的質量為y，生成Mg（OH）₂的質量為z，
MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓
80 142 58
8g y z
∴80：142=8g：y，80：58=8g：z，
解之得：y=14.2g，z=5.8g，
反應后溶液的總質量為：4.6g+100g+120g-5.8g-0.2g=218.6g，
×100%=6.5%．
答：反應后的溶液中溶質的質量分數(shù)為6.5%．
分析：（1）根據(jù)金屬鈉和水反應的化學方程式：2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑，得出各物質之間的質量比，列出比例式，即可計算出生成氫氣的質量；
（2）分析題意可知，圖中A點的縱坐標表示的溶液的質量就是金屬鈉4.6g投入到100g水中，充分反應后，冷卻到室溫（20℃），得到一種不飽和溶液的質量，因此，A點的縱坐標表示的溶液的質量=金屬鈉4.6g+100g水-0.2g氫氣；
（3）根據(jù)（1）中計算出的NaOH的質量和氫氧化鈉與硫酸鎂反應的化學方程式，即可計算出最終生成Na₂SO₄的質量和生成Mg（OH）₂的質量．反應后溶液的總質量=金屬鈉4.6g+100g水+滴入的120gMgSO₄溶液-生成沉淀的質量-生成的氣體質量，然后根據(jù)溶質質量分數(shù)=×100%計算即可．
點評：本題主要考查學生運用化學方程式和溶質質量分數(shù)公式進行計算的能力．