Question

12．现有16g Fe₂O₃和CuO的混合粉末，把该混合物全部加入到100g足量的稀硫酸中，固体粉末完全溶解．然后滴加150g16%的氢氧化钠溶液，恰好完全反应，过滤．试计算：
（1）所得滤液中的溶质是Na₂SO₄（写化学式），质量为42.6g；
（2）过滤后得到沉淀的质量可能为③（填序号）；
①18.4g；   ②19.6g；   ③20.8g；   ④21.4g．
（3）所用稀硫酸溶质的质量分数．

Answer 1

分析 Fe₂O₃和CuO的混合粉末，把该混合物全部加入到100g足量的稀硫酸，固体粉末完全溶解，溶液中溶质为硫酸铜、硫酸铁和硫酸，滴加150g16%的氢氧化钠溶液，恰好完全反应，过滤后转化为硫酸钠．找出Na⁺和SO₄^2-之间的关系，由于无论开始怎么反应，最后加入氢氧化钠以后，都是钠离子和硫酸根离子结合为硫酸钠，所以有H₂SO₄～2NaOH～Na₂SO₄，然后根据这一关系解题即可．

解答 解：
Fe₂O₃和CuO的混合粉末，把该混合物全部加入到100g足量的稀硫酸，固体粉末完全溶解，溶液中溶质为硫酸铜、硫酸铁和硫酸，滴加150g16%的氢氧化钠溶液，恰好完全反应，过滤后转化为硫酸钠．根据反应的方程式可得：
设100g硫酸溶液中H₂SO₄的质量为x，生成Na₂SO₄的质量为y，由Na⁺和SO₄^2-之间的关系得：
H₂SO₄～2NaOH～Na₂SO₄
98             80          142
x         150g×16%      y
$\frac{98}{x}=\frac{80}{150g×16%}=\frac{142}{y}$
解得：x=29.4g，y=42.6g，
所用稀硫酸溶质的质量分数为$\frac{29.4g}{100g}$×100%=29.4%
（2）假设生成的沉淀全部是氢氧化铁，质量为m，根据铁元素守恒可得：
Fe₂O₃～～2Fe（OH）₃
160             214    
16g             m
$\frac{160}{214}$=$\frac{16g}{m}$
  解得：m=21.4g
假设生成的沉淀全部是氢氧化铜，质量为n，由铜元素守恒可得：
CuO～Cu（OH）₂
80                  98
16g                n
$\frac{80}{98}$=$\frac{16g}{n}$
   解得：n=19.6g
由于本身是混合物，所以过滤后得到沉淀的质量的质量介于19.6～21.4之间，所以选③
故答案为：
（1）Na₂SO₄； 42.6；
（2）③；
 （3）29.4%．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．