Question

19．某同学做了如图所示实验：

	第一次	第二次
加入稀硫酸的质量	mg	mg
滴加氢氧化钠溶液的质量	60g	100g
滴加硫酸铜溶液的质量	40g	40g
实验现象	无明显现象	产生蓝色沉淀

已知第二次实验中加入的物质均耗尽，且加入的三种溶液中溶质质量分数均为10%．
请回答下列问题：
（1）写出第二次实验中发生反应的化学方程式2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，CuSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓；
（2）第一次实验后溶液中溶质的组成是H₂SO₄、CuSO₄、Na₂SO₄；
（3）根据已知条件求解第二次实验中生成沉淀的质量（x）的比例式$\frac{160}{40g×10%}$=$\frac{98}{x}$；
（4）实验中每次加入稀硫酸的质量（m）为98g；
（5）若将第二次反应后的固液混合物蒸发掉135.55g水后，再过滤，则所得滤液（不饱和溶液）中溶质的质量分数为17.75%；
（6）若用98%的浓硫酸配制上述实验所需的稀硫酸，则需要浓硫酸和加入水的质量比为5：44．

Answer 1

分析 已知第二次实验中加入的物质均耗尽，并且生成蓝色沉淀氢氧化铜，说明氢氧化钠和稀硫酸、硫酸铜恰好完全反应；
根据第二次实验中的数据可以计算稀硫酸的质量，进一步可以判断第一次实验后溶液中溶质的组成、第二次实验中生成沉淀的质量（x）的比例式、所得滤液（不饱和溶液）中溶质的质量分数；
溶液稀释前后，溶质质量不变．

解答 解：（1）第二次实验中发生的反应有：氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为：
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，CuSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．
故填：2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，CuSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓．
（2）设第二次实验中，和硫酸铜反应的氢氧化钠的质量为y，生成硫酸钠的质量为z，生成氢氧化铜的质量为x，
CuSO₄+2NaOH═Na₂SO₄+Cu（OH）₂↓，
 160    80    142     98
40g×10% y     z       x
$\frac{160}{40g×10%}$=$\frac{80}{y}$=$\frac{142}{z}$=$\frac{98}{x}$，
x=2.45g，y=2g，z=3.55g，
设和氢氧化钠反应的硫酸质量为n，生成硫酸钠的质量为s，
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，
 80    98     142
 8g    n       s
$\frac{80}{8g}$=$\frac{98}{n}$=$\frac{142}{s}$，
n=9.8g，s=14.2g，
则实验中每次加入稀硫酸的质量为：9.8g÷10%=98g，
设与60g氢氧化钠溶液反应的硫酸质量为q，
2NaOH+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O，
 80     98
60g×10% q
$\frac{80}{60g×10%}$=$\frac{98}{q}$，
q=7.35g，
由计算可知，第一次实验过程中，硫酸过量，因此第一次实验后溶液中溶质的组成是H₂SO₄、CuSO₄、Na₂SO₄．
故填：H₂SO₄、CuSO₄、Na₂SO₄．
（3）由（2）中可知，求解第二次实验中生成沉淀的质量（x）的比例式为：$\frac{160}{40g×10%}$=$\frac{98}{x}$，
故填：$\frac{160}{40g×10%}$=$\frac{98}{x}$．
（4）由（2）中计算可知，实验中每次加入稀硫酸的质量（m）为98g．
故填：98g．
（5）所得滤液质量为：98g+100g+40g-2.45g-135.55g=100g，
则所得滤液（不饱和溶液）中溶质的质量分数为：$\frac{3.55g+14.2g}{100g}$×100%=17.75%，
故填：17.75%．
（6）设需要浓硫酸和加入水的质量比为X：Y，
根据题意有：$\frac{X×98%}{X+Y}$×100%=10%，
X：Y=5：44，
故填：5：44．

点评 第二次实验中加入的物质均耗尽，说明氢氧化钠和稀硫酸、硫酸铜恰好完全反应，再根据反应的化学方程式计算各种物质的质量，从而进一步计算其它方面的问题．