Question

10．實驗室現(xiàn)有硫酸鎂和硫酸鈉的固體混合物樣品，小明同學(xué)想測定樣品中硫酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，先稱取該混合物樣品20g，完全溶于100g水中．然后取用了一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鈉溶液100 g平均分四次加入其中，充分振蕩，實驗所得數(shù)據(jù)見下表，請你分析并進行有關(guān)計算：

次數(shù)	1	2	3	4
加入氫氧化鈉溶液的質(zhì)量/g	25	25	25	25
生成沉淀的質(zhì)量/g	2.9	X	8.7	8.7

（1）上表中X的數(shù)值為5.8；原固體混合物樣品中硫酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是90%；
（2）求恰好完全反應(yīng)時，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（結(jié)果精確到0.1%）

（3）請在圖中畫出在20g 樣品中加氫氧化鈉溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀質(zhì)量變化關(guān)系的示意圖．
（4）若用氫氧化鋇溶液代替氫氧化鈉溶液來測定樣品中硫酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，是否可行？并說明理由氫氧化鋇也會與雜質(zhì)硫酸鈉反應(yīng)，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大．

Answer 1

分析 （1）對比表中前三組的數(shù)據(jù)可以得出X的值．由生成沉淀的總質(zhì)量根據(jù)硫酸鎂與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計算出硫酸鎂的質(zhì)量，進而計算出樣品中硫酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）根據(jù)生成氫氧化鎂的質(zhì)量結(jié)合化學(xué)方程式計算出生成硫酸鈉的質(zhì)量，進而計算出恰好完全反應(yīng)時，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）根據(jù)在20g 樣品中加氫氧化鈉溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀質(zhì)量變化關(guān)系畫出示意圖即可．
（4）根據(jù)氫氧化鋇也會與雜質(zhì)硫酸鈉反應(yīng)分析．

解答 解：（1）由表中1、3兩次的數(shù)據(jù)可知，25g氫氧化鈉溶液與硫酸鎂反應(yīng)能生成2.9g沉淀，因此50g氫氧化鈉溶液能生成5.8g沉淀．
設(shè)樣品中硫酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x．
MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄
120                         58
20gx                      8.7g
$\frac{120}{58}$=$\frac{20gx}{8.7g}$
x=90%
（2）設(shè)恰好完全反應(yīng)時生成Na₂SO₄的質(zhì)量為x．
MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄
                               58                142
                               8.7g               x
$\frac{58}{142}$=$\frac{8.7g}{x}$，解得x=21.3g

恰好完全反應(yīng)時，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{21.3g+（20g-18g）}{120g+75g-8.7g}$×100%=12.5%．
（3）在20g 樣品中加氫氧化鈉溶液的質(zhì)量與產(chǎn)生沉淀質(zhì)量變化關(guān)系的示意圖如下：


（4）氫氧化鋇也會與雜質(zhì)硫酸鈉反應(yīng)，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大，因此不能用氫氧化鋇溶液代替氫氧化鈉溶液來測定樣品中硫酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
故填：（1）5.8；90%；
（2）恰好完全反應(yīng)時，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.5%；
（3）
（4）氫氧化鋇也會與雜質(zhì)硫酸鈉反應(yīng)，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大．

點評 此題是一道圖表數(shù)據(jù)分析綜合題，解題的關(guān)鍵是弄明白表格中數(shù)據(jù)的意義，進而判斷出反應(yīng)時的物質(zhì)的質(zhì)量情況，該題綜合性較強，難度較大．