Question

某固體物質由MgSO₄和NaOH組成，取24克該固體混合物溶于水后，向所得的混合物中逐漸加入15%的硫酸（密度為1.1g/mL），發現沉淀量y與加入的硫酸的體積x有如圖的關系．求該固體中MgSO₄、NaOH的質量各為多少？

Answer 1

分析：物質之間的反應有2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O，MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓，Mg（OH）₂+H₂SO₄═MgSO₄+2H₂O；由圖示數據可知，開始加入硫酸至29.7mL時，沉淀沒有減少，是因為硫酸在與氫氧化鈉反應，A～B斷才是硫酸與氫氧化鎂沉淀反應的體積．利用氫氧化鎂與硫酸反應的化學方程式，列出比例式，就可計算出MgSO₄和NaOH反應生成沉淀的質量；然后再利用MgSO₄和NaOH反應的化學方程式，列出比例式，計算出固體物質中MgSO₄的質量和參與反應的氫氧化鈉的質量；然后再利用氫氧化鈉與硫酸反應的化學方程式，列出比例式，計算出此反應中氫氧化鈉的質量，兩者之和就是固體物質中NaOH的質量．（或者直接用固體質量-該固體中MgSO₄的質量=NaOH的質量計算更簡便．）

解答：解：①由圖示數據可知，與氫氧化鎂沉淀反應的硫酸溶液的體積為：89mL-29.7mL=59.3mL，則H₂SO₄質量為：59.3mL×1.1g/mL×15%≈9.8g，
設參與反應的沉淀氫氧化鎂的質量為x，
Mg（OH）₂+H₂SO₄═MgSO₄+2H₂O
58         98
x         9.8g
∴

58

98

=

x

9.8g

，
解之得：x=

9.8g×58

98

=5.8g；
②設參與反應的MgSO₄的質量為y，NaOH的質量為z，
MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓
120    80           58
y      z            5.8g
∴

120

58

=

y

5.8g

，

80

58

=

z

5.8g

解之得：y=

5.8g×120

58

=12g；
z=

5.8g×80

58

=8g；
③由圖示可知，與氫氧化鈉反應的硫酸溶液的體積為29.7mL，則其中H₂SO₄的質量為：29.7mL×1.1g/mL×15%=4.9g，
設與硫酸反應的氫氧化鈉的質量為r，
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O
80     98
r      4.9g
∴

80

98

=

r

4.9g

，
解之得：r=

4.9g×80

98

=4g；
則該固體中NaOH的質量=8g+4g=12g．
答：該固體中MgSO₄的質量為12g；NaOH的質量為12g．
（或者還可以用固體質量-該固體中MgSO₄的質量=NaOH的質量計算更簡便．）

點評：本題主要考查學生利用化學方程式進行計算的能力．本題所涉化學反應較多，解答時需認真分析圖示數據和已知條件以及物質間反應的情況，才能正確解答．