Question

某環(huán)保小組監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)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)所得數(shù)據(jù)計(jì)算：
（1）500g該廢水中硫酸銅的質(zhì)量．
（2）該廢水中硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：（1）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)算出廢水中硫酸銅的質(zhì)量及反應(yīng)所消耗氫氧化鈉的質(zhì)量；
（2）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）設(shè)500g廢水中CuSO₄的質(zhì)量為x，與CuSO₄反應(yīng)的NaOH溶液的質(zhì)量為y，
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
160    80     98
χ   y×20%   19.6g

160

x

=

98

19.6g

  x=32g

80

y×20%

=

98

19.6g

  y=80g
（2）設(shè)500g該廢水中H₂SO₄的質(zhì)量為z
H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O
98     80
z  （120g-80g）×20%

98

z

=

80

(120g-80g)×20%

z=9.8g
廢水中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

9.8g

500g

×100%=1.96%．
答：（1）500g該廢水中CuSO₄的質(zhì)量是32g，
（2）該廢水中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.96%．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)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)．