Question

以下甲、乙兩題任選做一題，若兩題都做，以甲題記分．
甲題：現(xiàn)有16g Fe₂O₃和CuO的混合物，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)；把混合物全部加入到100　g 足量的硫酸溶液中，完全溶解．然后滴加150g 16%的氫氧化鈉溶液，沉淀質(zhì)量不再改變．試計(jì)算所用硫酸溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
乙題：某固態(tài)混合物中含有m g KNO₃和若干克不溶于水的雜質(zhì)，將此混合物加入n g水中，在10℃，40℃，75℃時(shí)觀察，充分溶解后的結(jié)果如表所示．KNO₃的溶解度曲線見(jiàn)圖．

溫度（℃）	10	40	75
未溶固體質(zhì)量（g）	261	175	82

通過(guò)計(jì)算回答：
（1）m、n的值各為多少？
（2）75℃時(shí)所得KNO₃溶液是否飽和？
（3）若要在n g水中恰好溶解m g 硝酸鉀即飽和，則溫度應(yīng)控制在多少度？

Answer 1

分析：甲題：根據(jù)題意，滴加氫氧化鈉至沉淀質(zhì)量不再改變，氫氧化鈉中的鈉全部轉(zhuǎn)化為硫酸鈉，此題的解題關(guān)鍵主要是找出Na⁺和SO₄^2-之間的關(guān)系：H₂SO₄～2NaOH，然后根據(jù)這一關(guān)系解題即可．
乙題：（1）對(duì)比溫度從10℃升至40℃再升溫至75℃時(shí)，硝酸鉀溶解度的改變及實(shí)驗(yàn)中未溶固體質(zhì)量的改變，由二者的關(guān)系可得出m、n的值；
（2）判斷實(shí)驗(yàn)中75℃時(shí)還有82g未溶解固體的成分，可判斷此時(shí)所得KNO₃溶液是否飽和；
（3）若要在n g水中恰好溶解m g 硝酸鉀即飽和，由m、n的值計(jì)算出飽和時(shí)硝酸鉀的溶解度，然后要曲線上查出對(duì)應(yīng)溫度．

解答：解：甲題、設(shè)100g硫酸溶液中H₂SO₄的質(zhì)量為x，由Na⁺和SO₄^2-之間的關(guān)系得：
H₂SO₄～2NaOH
98      80
x     150g×16%

98

x

=

80

150g×16%

x=

98×150×16%g

80

=29.4g
所用硫酸溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

29.4g

100

=29.4%
答：所用硫酸溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29.4%．
（其他合理過(guò)程也給分）
乙題、（1）根據(jù)硝酸鉀溶解度曲線，溫度從10℃升高至40℃時(shí)，硝酸鉀的溶解度從20.7g增大到63.7g，溶解度增加了63.7g-20.7g=43g，而實(shí)驗(yàn)中溶解硝酸的質(zhì)量增加了261g-175g=86g，因此可得知實(shí)驗(yàn)中所用水n為200g；
200g水在10℃最多溶解硝酸鉀20.7g×2=41.4g，則原固體混合物質(zhì)量為41.4g+261g=302.4g；
溫度從40℃升高75℃時(shí)，硝酸鉀的溶解度增加了150g-63.7g=86.3g，則200g水從40℃升溫至75℃時(shí)可以多溶解硝酸鉀的質(zhì)量為86.3g×2=172.6g，而實(shí)驗(yàn)中固體質(zhì)量只減少了175g-82g=93g，說(shuō)明所剩余82g固體不含硝酸鉀，全部為不溶于水的雜質(zhì)，則所取硝酸鉀的質(zhì)量=302.4g-82g=220.4g；
（2分）
（2）根據(jù)以上分析，200g水從40℃升溫至75℃時(shí)，只有93g硝酸鉀繼續(xù)溶解，因此此時(shí)的硝酸鉀溶液為不飽和溶液；
（3）n g水中恰好溶解m g 硝酸鉀，此時(shí)硝酸鉀的溶解度=

220.4g

200g

×100g=110.2g，根據(jù)溶解度曲線可查得，此時(shí)溫度約為60℃；
答：（1）m=220.4g，n=200g；（2）75℃時(shí)所得KNO₃溶液不飽和；（3）若要在n g水中恰好溶解m g 硝酸鉀即飽和，則溫度應(yīng)控制在60℃．

點(diǎn)評(píng)：在解甲題時(shí)，關(guān)鍵是找出隱含在題目中的解題條件Na⁺和SO₄^2-之間的關(guān)系；在解乙題時(shí)，要注意到混合固體物中含有不溶性雜質(zhì)．