Question

19．某學生做了如圖所示的實驗．

	第一次	第二次
加入l0%硫酸銅溶液的質(zhì)量	m	m
加入鎂粉的質(zhì)量	1.2g	2.4g
加入氫氧化鈉溶液質(zhì)量	80g	80g

若第二次所加物質(zhì)恰好完全反應（濾液損失忽略不計），請回答下列問題：
（1）寫出第二次實驗中發(fā)生反應的化學方程式Mg+CuSO₄=Cu+MgSO₄、MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓；
（2）第一次實驗后溶液中溶質(zhì)的變化情況為硫酸銅減小至消失，硫酸鎂的質(zhì)量先增加后減少至消失，硫酸鈉的質(zhì)量增加；
（3）根據(jù)已知條件列出求解第二次實驗生成沉淀物質(zhì)的質(zhì)量（X）的比例式$\frac{24}{2.4g}$=$\frac{58}{x}$；
（4）實驗中加入硫酸銅溶液的質(zhì)量（m）為160g；
（5）若第二次反應后所得不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為5%，則向所得濾液中應加入水的質(zhì)量為53.8g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鎂和硫酸銅反應生成硫酸鎂和銅，硫酸鎂和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和氫氧化鎂沉淀進行分析；
（2）根據(jù)剛開始溶液的溶質(zhì)是硫酸銅，加入鎂粉后，鎂會與硫酸銅反應生成硫酸鎂和銅，溶質(zhì)變成硫酸鎂，加入氫氧化鈉后，硫酸鎂和氫氧化鈉會生成氫氧化鎂沉淀和硫酸鈉，溶質(zhì)變成硫酸鈉進行分析；
（3）根據(jù)鎂和硫酸銅反應生成硫酸鎂和銅，硫酸鎂和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和氫氧化鎂沉淀，找出鎂和氫氧化鎂的關(guān)系式，然后結(jié)合題中的數(shù)據(jù)進行解答；
（4）根據(jù)第二次所加物質(zhì)恰好完全反應，結(jié)合鎂的質(zhì)量可以計算硫酸銅的質(zhì)量；
（5）根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量不變進行分析．

解答 解：（1）鎂和硫酸銅反應生成硫酸鎂和銅，硫酸鎂和氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和氫氧化鎂沉淀，化學方程式為：Mg+CuSO₄=Cu+MgSO₄、MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓；
（2）Mg+CuSO₄=Cu+MgSO₄、MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓
根據(jù)鎂元素守恒可知，設(shè)生成氫氧化鎂質(zhì)量為x，
Mg-------Mg（OH）₂↓
24          58
2.4g        x
  $\frac{24}{2.4g}$=$\frac{58}{x}$
   x=5.8g
（3）設(shè)參加反應的硫酸銅的質(zhì)量為m，生成銅質(zhì)量為n，
 Mg+CuSO₄=Cu+MgSO₄
 24   160  64     
 2.4g  m    n
   $\frac{24}{2.4g}$=$\frac{160}{m}$=$\frac{64}{n}$
    m=16g
    n=6.4g
所以實驗中加入硫酸銅溶液的質(zhì)量為：$\frac{16g}{10%}$=160g；
（5）生成硫酸鈉質(zhì)量為z，
  MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓
              142      58
               z       5.8g
          $\frac{142}{z}$=$\frac{58}{5.8g}$
          z=14.2g
       反應后溶液的質(zhì)量為：160g+2.4g+80g-5.8g-6.4g=230.2g，
設(shè)需要加水的質(zhì)量為y，
  $\frac{14.2g}{230.2g+y}$=5%
   y=53.8g．
故答案為：（1）Mg+CuSO₄=Cu+MgSO₄、MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓；
（2）硫酸銅減小至消失，硫酸鎂的質(zhì)量先增加后減少至消失，硫酸鈉的質(zhì)量增加；
（3）$\frac{24}{2.4g}$=$\frac{58}{x}$；
（4）160g；
（5）53.8g．

點評 本題難度很大，即考查了化學方程式的書寫，有考查了根據(jù)化學方程式的計算、反應后溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算、稀釋問題等，需逐步分析細心解答．