Question

在一燒杯中盛有100gCuSO₄和H₂SO₄的混合溶液，向其中逐漸滴加溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液，混合溶液的質(zhì)量與所滴入NaOH溶液的質(zhì)量關(guān)系曲線如下圖所示：

請根據(jù)題意回答下列問題：
（1）在實驗過程中產(chǎn)生沉淀的總質(zhì)量是

 

．
（2）在實驗過程中加入60gNaOH溶液時所得溶液的pH是

 

7（填“大于”、“小于”或“等于”之一）．
（3）在實驗過程中加入60gNaOH溶液時，通過計算求此時所得不飽和溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．（計算結(jié)果精確至0.1%）

Answer 1

分析：（1）從圖中可看出20g氫氧化鈉溶液與混合溶液中的硫酸恰好完全反應(yīng)，40g氫氧化鈉溶液與混合溶液中的硫酸銅恰好完全反應(yīng)．可利用氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)氫氧化鈉的質(zhì)量求出沉淀氫氧化銅的質(zhì)量．
（2）根據(jù)硫酸銅、硫酸與氫氧化鈉是否恰好完全反應(yīng)來確定溶液的酸堿性．
（3）所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=

溶質(zhì)的質(zhì)量

所得溶液的質(zhì)量

×100%，溶質(zhì)是硫酸鈉，包括硫酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成的硫酸鈉和硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成的硫酸鈉；溶液的質(zhì)量=所加入的所用物質(zhì)的總質(zhì)量-生成沉淀的質(zhì)量．

解答：解：（1）設(shè)沉淀的質(zhì)量為x
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
       80    98
    40g×10%  x
=4g
  

80

4g

=

98

x

     x=4.9g    
故答案為：4.9g
（2）根據(jù)上圖分析可知20克氫氧化鈉溶液與混合溶液中硫酸恰好完全反應(yīng)，40克氫氧化鈉溶液與混合溶液中的硫酸銅恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后所得溶液為硫酸鈉溶液，顯中性，pH=7．故答案為：等于
（3）設(shè)硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉的質(zhì)量為y，硫酸銅和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉的質(zhì)量為z
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O              CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄      
       80   142                                  98        142
   20g×10%  y                                   4.9g       z
=2g                                         

98

4.9g

=

142

z

     

80

2g

=

142

y

                                      z=7.1g
       y=3.55g
所得硫酸鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是：

7.1g+3.55g

100g+60g-4.9g

×100%=6.9%
答：所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為6.9%．

點評：本題的難點是上述圖的分析，向硫酸銅和硫酸的混合溶液中加入氫氧化鈉溶液，硫酸銅和硫酸都會與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，但硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成的氫氧化銅沉淀遇到硫酸又會反應(yīng)生成硫酸銅，所以只要有硫酸存在我們就看不到有沉淀生成，因而我們可以認為氫氧化鈉先與硫酸反應(yīng)，和硫酸反應(yīng)完后氫氧化鈉才與硫酸銅反應(yīng)．