Question

12．我�；瘜W(xué)興趣小組在參加社會實踐活動時，環(huán)保組監(jiān)測到一濕法冶銅廠排放的廢水中含有硫酸和硫酸銅兩種污染物，為測定該廢水中各污染物的含量，給冶銅廠提供處理廢水的參考，環(huán)保組的同學(xué)進行了以下實驗：取廢水1000g，向其中加入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%的氫氧化鈉溶液，測得沉淀質(zhì)量與所加入的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖，請分析計算：
（1）實驗中生成氫氧化銅的質(zhì)量為9.8g；
（2）1000g該廢水中硫酸銅的質(zhì)量？
（3）該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)？

Answer 1

分析 （1）由反應(yīng)圖象中的曲線可得知恰好完全反應(yīng)時生成沉淀9.8g；
（2）向含有硫酸和硫酸銅的溶液中加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉先與硫酸進行反應(yīng)，待硫酸完全反應(yīng)時氫氧化鈉繼續(xù)與硫酸銅發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化銅藍色沉淀；由反應(yīng)圖象中的曲線可得知恰好完全反應(yīng)時生成沉淀9.8g時消耗氫氧化鈉溶液的總質(zhì)量為80g；根據(jù)氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式，利用生成沉淀的質(zhì)量可計算出廢水中硫酸銅的質(zhì)量及反應(yīng)所消耗氫氧化鈉的質(zhì)量；
（3）加入的氫氧化鈉總質(zhì)量與形成沉淀所消耗的質(zhì)量的差即為中和硫酸時所消耗的氫氧化鈉，由此質(zhì)量可根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計算出廢水中硫酸的質(zhì)量，最后利用硫酸質(zhì)量與1000g廢水的質(zhì)量比計算該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）由反應(yīng)圖象中的曲線可得知恰好完全反應(yīng)時生成沉淀9.8g；
（2）設(shè)1000g廢水中CuSO₄的質(zhì)量為x，與CuSO₄反應(yīng)的NaOH溶液的質(zhì)量為y，
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
160          80           98
x           y×20%      9.8g
$\frac{160}{x}=\frac{80}{y×20%}=\frac{98}{9.8g}$
x=16g；y=40g，
（3）設(shè)1000g該廢水中H₂SO₄的質(zhì)量為z
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
98          80
z  （80g-40g）×20%
$\frac{98}{z}=\frac{80}{（80g-40g）×20%}$
z=9.8g
該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=$\frac{9.8g}{1000g}×$100%=0.98%．
答案：
（1）9.8；
（2）1000g該廢水中硫酸銅的質(zhì)量16g
（3）該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為0.98%．

點評 對反應(yīng)的圖象中曲線進行分析，該曲線的起點表示硫酸被完全反應(yīng)、折點表示硫酸銅與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng)．