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(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)．取廢水500g，向其中加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?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．根據(jù)圖中所得數(shù)據(jù)計(jì)算：
（1）反應(yīng)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?jǐn)?shù)；（請寫出計(jì)算過程）
（3）廢水中所含硫酸的質(zhì)量為9.8克；當(dāng)加入120g氫氧化鈉溶液反應(yīng)后，求所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是7.1%（結(jié)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(jìn)行反應(yīng)，待硫酸完全反應(yīng)時(shí)氫氧化鈉繼續(xù)與硫酸銅發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀；由反應(yīng)圖象中的曲線可得知恰好完全反應(yīng)時(shí)生成沉淀19.6g時(shí)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(yīng)的化學(xué)方程式，利用生成沉淀的質(zhì)量可計(jì)算出反應(yīng)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(shí)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(jì)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(jì)算該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）由圖可知：反應(yīng)生成的Cu（OH）₂的質(zhì)量為19.6g；故填：19.6；
（2）設(shè)與CuSO₄反應(yīng)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(shè)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?jǐn)?shù)：$\frac{9.8g}{500g}×100%$=1.96%；
（3）廢水中所含硫酸的質(zhì)量為9.8g；
當(dāng)加入120g氫氧化鈉溶液反應(yīng)后，求所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{28.4g+14.2g}{500g+120g-19.6g}×100%$=7.1%；
故填：9.8；7.1%

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