Question

1．向100g稀硫酸溶液中加入一定量的鎂粉，待固體完全溶解后，再向所得溶液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NaOH溶液，所得沉淀的質(zhì)量與加入NaOH溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示，請回答下列問題：
（1）OA段無沉淀產(chǎn)生的原因（用化學(xué)方程式表示）：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）加入鎂粉的質(zhì)量為2.4g；
（3）求加入80g NaOH溶液時(shí)，充分反應(yīng)后的溶液（不飽和溶液）中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量（寫出計(jì)算過程）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)開始沒有沉淀生成，說明硫酸過量，所以O(shè)A段是硫酸和NaOH溶液反應(yīng)生成硫酸鈉和水進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)生成沉淀氫氧化鎂中鎂元素的質(zhì)量即為加入鎂粉的質(zhì)量進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)金屬鎂的質(zhì)量求出氫氣的質(zhì)量即可．

解答 解：（1）開始沒有沉淀生成，說明硫酸過量，所以O(shè)A段是硫酸和NaOH溶液反應(yīng)生成硫酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）生成沉淀氫氧化鎂中鎂元素的質(zhì)量即為加入鎂粉的質(zhì)量，由圖可知生成氫氧化鎂的質(zhì)量為5.8g，所以加入鎂粉的質(zhì)量=$\frac{24}{24+（16+1）×2}$×100%×5.8g=2.4g；
（3）設(shè)氫氣的質(zhì)量為x．
H₂SO₄+Mg=MgSO₄+H₂↑
      24       2
     2.4g      x
$\frac{24}{2.4g}$=$\frac{2}{x}$
x=0.2g
答：產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是0.2g．
根據(jù)題中的反應(yīng)原理可知，鎂和硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂和氫氣，硫酸鎂和氫氧化鈉會(huì)生成硫酸鈉和氫氧化鎂沉淀，硫酸和氫氧化鈉會(huì)生成硫酸鈉和水，所以可以運(yùn)用氫氧化鈉全部轉(zhuǎn)化成硫酸鈉進(jìn)行計(jì)算，
反應(yīng)后的溶液質(zhì)量100g+2.4g+80g-0.2g=182.2g，
生成硫酸鈉的質(zhì)量為y，
2NaOH→Na₂SO₄
80      142
80g×20%  y
  $\frac{80}{80g×20%}$=$\frac{142}{y}$
y=28.4g，
所以溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{28.4g}{182.2g}$×100%=15.6%．
故答案為：（1）H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）2.4；
（3）0.2g，15.6%．

點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生利用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算的能力．解題的關(guān)鍵是結(jié)合物質(zhì)間反應(yīng)的情況，正確分析圖示數(shù)據(jù)，細(xì)心解答．