Question

1．向100g稀H₂S0₄溶液中加入一定量的镁粉，固体完全溶解后，再向所得溶液中加入质量分数为20%的Na0H溶液，所得沉淀质量与加入NaOH溶液质量关系如图所示．请回答：
（1）0A段无沉淀产生，请写出反应的化学方程式H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O．
（2）加入镁粉的质量为2.4g．
（3）求稀硫酸中硫酸的质量分数．（写出计算过程，计算结果保留到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根据开始没有沉淀生成，说明硫酸过量，所以OA段是硫酸和NaOH溶液反应生成硫酸钠和水，进行分析解答；
（2）根据生成沉淀氢氧化镁中镁元素的质量即为加入镁粉的质量进行解答；
（3）硫酸和金属镁反应生成硫酸镁和氢气，硫酸和NaOH溶液反应生成硫酸钠和水，硫酸镁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式分别为Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑、H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O、MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄，最后硫酸全部生成硫酸钠，由反应前后硫酸根的质量不变，进而计算出稀硫酸中硫酸的质量分数．

解答 解：（1）开始没有沉淀生成，说明硫酸过量，所以OA段是硫酸和NaOH溶液反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为：H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；
（2）生成沉淀氢氧化镁中镁元素的质量即为加入镁粉的质量，由图可知生成氢氧化镁的质量为5.8g，所以加入镁粉的质量=5.8g×$\frac{24}{24+（16+1）×2}$×100%=2.4g；
（3）硫酸和金属镁反应生成硫酸镁和氢气，硫酸和NaOH溶液反应生成硫酸钠和水，硫酸镁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式分别为Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑、H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O、MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄，最后硫酸全部生成硫酸钠；
设稀硫酸中溶质质量为x，
Na₂SO₄～2NaOH～H₂SO₄
         80     98       
      80g×20%   x
$\frac{98}{80}=\frac{x}{80g×20%}$      x=19.6g
稀硫酸中硫酸的质量分数为$\frac{19.6g}{100g}$×100%=19.6%．
答：（1）H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；（2）2.4；（3）稀硫酸中硫酸的质量分数为19.6%．

点评 本题难度不大，掌握根据化学方程式与溶质质量分数的综合计算即可正确解答本题，细致地分析图表信息，确定氢氧化镁沉淀的质量是正确解答本题的前提和关键．