Question

將m克氫氧化鈉固體完全溶于43.8克水中，將所得到的溶液加入到a克硫酸銅溶液中恰好完全反應，并得到溶質的質量分數為10%的溶液．反應時生成沉淀的質量與硫酸銅溶液質量的關系如圖所示．求，
（1）氫氧化鈉固體的質量
（2）恰好反應時所得到的溶質的質量分數為10%的溶液質量．
（3）加入的硫酸銅溶液的質量．

Answer 1

解：從圖可以看出，m克氫氧化鈉和a克硫酸銅溶液中的硫酸銅恰好反應時生成9.8g氫氧化銅沉淀．氫氧化鈉固體的質量為m，設生成硫酸鈉的質量為x，則
CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓
80 142 98
m x 9.8g
（1）= 解得m=8g；
（2）= 解得x=14.2g
因此恰好反應時所得到的溶質的質量分數為10%的溶液質量為：14.2g÷10%=142g；
（3）根據質量守恒定律可知，加入的硫酸銅溶液的質量等于反應后所得溶液的質量加上生成沉淀的質量減去氫氧化鈉的質量再減去水的質量43.8g，因此加入的硫酸銅溶液的質量為：142g+9.8g-8g-43.8g=100g．
答：（1）氫氧化鈉固體的質量為8克；
（2）恰好反應時所得到的溶質的質量分數為10%的溶液質量為142g；
（3）加入的硫酸銅溶液的質量100g．
分析：（1）從圖可以看出，m克氫氧化鈉和a克硫酸銅溶液中的硫酸銅恰好反應時生成9.8g氫氧化銅沉淀，可以根據氫氧化銅的質量和化學方程式CuSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓可計算出氫氧化鈉的質量；
（2）所得溶液中的溶質是硫酸鈉，根據生成的沉淀的質量計算出生成的硫酸鈉的質量，然后根據溶液中溶質的質量分數是10%，利用質量分數公式可求出所得溶液的質量；
（3）根據質量守恒定律可知，加入的硫酸銅溶液的質量等于反應后所得溶液的質量加上生成沉淀的質量減去氫氧化鈉的質量再減去水的質量43.8g．
點評：本題是借助于數學模型，利用圖表的方式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的識圖能力和數據分析能力．要求我們既能根據化學方程式進行溶質質量的計算，還要能根據質量守恒定律求出溶液的質量．