Question

【題目】現有H2SO4與CuSO4的混合溶液，為了分析混合溶液中H2SO4與CuSO4的質量分數，設計如下實驗方案：取四份混合溶液各100 g，分別緩慢加入到50 g、100 g、150 g、200 g某NaOH溶液中，測得四組實驗數據如下表：

	第Ⅰ組	第Ⅱ組	第Ⅲ組	第Ⅳ組
NaOH溶液的質量/g	50	100	150	200
生成沉淀的質量/g	0	2.45	7.35	9.8

（1）100 g混合溶液與NaOH溶液完全反應生成沉淀的質量為_______g。

（2）混合溶液中CuSO4的溶質質量分數是多少？（寫出計算過程）

（3）混合溶液中H2SO4的溶質質量分數為___________。

（4）若在100 g混合溶液中不斷加入上述NaOH的溶液，請畫出加入NaOH溶液的質量與所產生沉淀質量的關系圖。（在答題卡的坐標圖中作圖）

Answer 1

【答案】（1）9.8；（2）16%；（3）7.35%；

【解析】

（1）H2SO4與CuSO4的混合溶液，加入氫氧化鈉溶液中，氫氧化鈉先與硫酸反應生成硫酸鈉和水，待硫酸完全反應后，氫氧化鈉與硫酸銅反應生成氫氧化銅和硫酸鈉，由表中數據可知，氫氧化鈉的質量為50g時，生成沉淀的質量是0，說明這時氫氧化鈉只與硫酸發生了反應，氫氧化鈉的質量為100g，生成沉淀的質量是2.45g，說明硫酸已經完全反應，氫氧化鈉和硫酸銅開始反應，氫氧化鈉的質量為150g時，生成沉淀的質量為7.35g，說明50g氫氧化鈉溶液生成沉淀的質量是：7.35g-2.45g=4.9g，氫氧化鈉的質量為200g時，生成沉淀的質量為9.8g，說明這時硫酸銅已經完全反應，故100 g混合溶液與NaOH溶液完全反應生成沉淀的質量為9.8g；

（2）設混合溶液中CuSO4的質量為x，消耗NaOH的質量為y

x=16g

y=8g

混合溶液中CuSO4的溶質質量分數為；

答：混合溶液中CuSO4的溶質質量分數是16%；

由第Ⅱ組和第Ⅲ組實驗數據可知50 g NaOH溶液能生成沉淀質量：7.35 g - 2.45 g = 4.9 g，故生成9.8 g沉淀用掉NaOH溶液的質量是100 g，

NaOH溶液的溶質質量分數為；

（3）設混合溶液中H2SO4的質量分數為z，由第Ⅰ組、第Ⅱ組和第Ⅲ組實驗數據可知H2SO4消耗的NaOH溶液的質量為75 g

z=7.35%

答：混合溶液中H2SO4的溶質質量分數為7.35%；

（4）抓住起點、折點及曲線走勢。曲線起點：H2SO4被完全反應后NaOH與CuSO4反應生成藍色Cu(OH)2沉淀，H2SO4消耗的NaOH溶液的質量為75 g；曲線折點：溶液中CuSO4完全反應后再加入NaOH溶液，Cu(OH)2沉淀不再增加，此時所加入NaOH溶液的質量為100 g + 75 g = 175 g；曲線走勢：加入175 g NaOH溶液后，CuSO4完全反應，隨后再加入的NaOH溶液不再發生反應，Cu(OH)2沉淀的質量不變，故加入NaOH溶液的質量與所產生沉淀質量的關系圖為：。