Question

19．某環(huán)保小組監(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)保小組的同學進行了以下實驗．取廢水500g，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)量關系如圖．根據(jù)圖中所得數(shù)據(jù)計算：
（1）反應生成的Cu（OH）₂的質(zhì)量為19.6g；
（2）該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；（請寫出計算過程）
（3）廢水中所含硫酸的質(zhì)量為9.8克；當加入120g氫氧化鈉溶液反應后，求所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是7.1%（結果精確到0.1%）．

Answer 1

分析 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，待硫酸完全反應時氫氧化鈉繼續(xù)與硫酸銅發(fā)生反應生成氫氧化銅藍色沉淀；由反應圖象中的曲線可得知恰好完全反應時生成沉淀19.6g時消耗氫氧化鈉溶液的總質(zhì)量為120g；根據(jù)氫氧化鈉與硫酸銅反應的化學方程式，利用生成沉淀的質(zhì)量可計算出反應所消耗氫氧化鈉的質(zhì)量；
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)反應的化學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500g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）由圖可知：反應生成的Cu（OH）₂的質(zhì)量為19.6g；故填：19.6；
（2）設與CuSO₄反應的NaOH溶液的質(zhì)量為x，生成硫酸鈉的質(zhì)量為y，
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
       80      98        142
      x×20%  19.6g       y
$\frac{80}{x×20%}=\frac{98}{19.6g}=\frac{142}{y}$
x=80g，y=28.4g
設500g該廢水中H₂SO₄的質(zhì)量為z，生成硫酸鈉的質(zhì)量為m
H₂SO₄ +2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
98      80            142
z  （120g-80g）×20%    m
$\frac{98}{z}=\frac{80}{（120g-80g）×20%}=\frac{142}{m}$
z=9.8g，m=14.2g
該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)：$\frac{9.8g}{500g}×100%$=1.96%；
（3）廢水中所含硫酸的質(zhì)量為9.8g；
當加入120g氫氧化鈉溶液反應后，求所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是：$\frac{28.4g+14.2g}{500g+120g-19.6g}×100%$=7.1%；
故填：9.8；7.1%

點評 對反應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、折點表示硫酸銅與氫氧化鈉恰好完全反應．