Question

10．實驗室現有硫酸鎂和硫酸鈉的固體混合物樣品，小明同學想測定樣品中硫酸鎂的質量分數，先稱取該混合物樣品20g，完全溶于100g水中．然后取用了一定溶質質量分數的氫氧化鈉溶液100 g平均分四次加入其中，充分振蕩，實驗所得數據見下表，請你分析并進行有關計算：

次數	1	2	3	4
加入氫氧化鈉溶液的質量/g	25	25	25	25
生成沉淀的質量/g	2.9	X	8.7	8.7

（1）上表中X的數值為5.8；原固體混合物樣品中硫酸鎂的質量分數是90%；
（2）求恰好完全反應時，溶液中溶質的質量分數．（結果精確到0.1%）

（3）請在圖中畫出在20g 樣品中加氫氧化鈉溶液的質量與產生沉淀質量變化關系的示意圖．
（4）若用氫氧化鋇溶液代替氫氧化鈉溶液來測定樣品中硫酸鎂的質量分數，是否可行？并說明理由氫氧化鋇也會與雜質硫酸鈉反應，導致測定結果偏大．

Answer 1

分析 （1）對比表中前三組的數據可以得出X的值．由生成沉淀的總質量根據硫酸鎂與氫氧化鈉反應的化學方程式可以計算出硫酸鎂的質量，進而計算出樣品中硫酸鎂的質量分數．
（2）根據生成氫氧化鎂的質量結合化學方程式計算出生成硫酸鈉的質量，進而計算出恰好完全反應時，溶液中溶質的質量分數．
（3）根據在20g 樣品中加氫氧化鈉溶液的質量與產生沉淀質量變化關系畫出示意圖即可．
（4）根據氫氧化鋇也會與雜質硫酸鈉反應分析．

解答 解：（1）由表中1、3兩次的數據可知，25g氫氧化鈉溶液與硫酸鎂反應能生成2.9g沉淀，因此50g氫氧化鈉溶液能生成5.8g沉淀．
設樣品中硫酸鎂的質量分數為x．
MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄
120                         58
20gx                      8.7g
$\frac{120}{58}$=$\frac{20gx}{8.7g}$
x=90%
（2）設恰好完全反應時生成Na₂SO₄的質量為x．
MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄
                               58                142
                               8.7g               x
$\frac{58}{142}$=$\frac{8.7g}{x}$，解得x=21.3g

恰好完全反應時，溶液中溶質的質量分數為$\frac{21.3g+（20g-18g）}{120g+75g-8.7g}$×100%=12.5%．
（3）在20g 樣品中加氫氧化鈉溶液的質量與產生沉淀質量變化關系的示意圖如下：


（4）氫氧化鋇也會與雜質硫酸鈉反應，導致測定結果偏大，因此不能用氫氧化鋇溶液代替氫氧化鈉溶液來測定樣品中硫酸鎂的質量分數．
故填：（1）5.8；90%；
（2）恰好完全反應時，溶液中溶質的質量分數為12.5%；
（3）
（4）氫氧化鋇也會與雜質硫酸鈉反應，導致測定結果偏大．

點評 此題是一道圖表數據分析綜合題，解題的關鍵是弄明白表格中數據的意義，進而判斷出反應時的物質的質量情況，該題綜合性較強，難度較大．