Question

4．現有H₂SO₄和MgSO₄的混合溶液，為了分析混合溶液中H₂SO₄和MgSO₄的質量分數，設計圖甲實驗方案，并得到圖乙有關數據．請回答下列問題：
（1）圖乙的圖象中，ab段表示的是混合溶液中的H₂SO₄（寫化學式）與NaOH發(fā)生反應．
（2）與硫酸鎂溶液反應的氫氧化鈉溶液的質量為40g；請計算該混合溶液中MgSO₄的溶質質量分數（寫出計算過程）．
（3）在c點，混合溶液與NaOH恰好反應完全，此點溶液中的溶質是Na₂SO₄（寫化學式）．
（4）在向100g混合溶液中不斷加入上述氫氧化鈉溶液的過程中，請畫出加入氫氧化鈉溶液的質量與產生沉淀質量的關系圖．（在圖丙的坐標圖中作圖）

Answer 1

分析 （1）根據加入氫氧化鈉后沒有立即出現沉淀，說明加入的NaOH溶液先跟其中的硫酸反應，后跟硫酸鎂反應進行分析；
（2）根據圖乙中pH的變化分析與硫酸鎂反應的氫氧化鈉的質量；再根據氫氧化鈉與硫酸鎂反應的方程式計算硫酸鎂的質量、生成的沉淀的質量等，即可進行有關的計算．
（3）據圖乙中pH的變化分析在c點混合溶液與NaOH恰好反應完全，據此判斷溶液中的溶質；
（4）根據上述數據做出加入氫氧化鈉溶液的質量與產生沉淀質量的關系圖；

解答 解：（1）向H₂SO₄和MgSO₄的混合溶液中加入NaOH溶液，氫氧化鈉首先與硫酸反應，溶液的pH逐漸變大，當pH等于7時硫酸恰好完全反應，所以，圖乙的圖象中，ab段表示的是混合溶液中的H₂SO₄與NaOH發(fā)生反應；
（2）由圖乙中pH的變化可知，與硫酸鎂反應的氫氧化鈉的質量為：90g-50g=40g
設：100g混合液中硫酸鎂的質量為x，生成沉淀的質量為y
MgSO₄+2NaOH=Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄ 
120     80             58
x     40g×20%        y             
$\frac{120}{x}=\frac{80}{40g×20%}=\frac{58}{y}$  解得：x=12g   y=5.8g
該混合溶液中MgSO₄的溶質質量分數是：$\frac{12g}{100g}×100%$=12%
（3）在c點，混合溶液與NaOH恰好反應完全，此點溶液中的溶質是Na₂SO₄；
（4）由上述分析可知，當加入氫氧化鈉溶液50g起開始產生沉淀，當加入到90g時硫酸鎂完全反應產生了沉淀是5.8g，所以，加入氫氧化鈉溶液的質量與產生沉淀質量的關系圖如下：
故答為：（1）H₂SO₄；（2）40，12%；（3）Na₂SO₄；（4）見上圖．

點評 本題主要考查了化學方程式的計算，難度不大，注意解題的規(guī)范性和準確性．