Question

12．現有16g Fe₂O₃和CuO的混合粉末，把該混合物全部加入到100g足量的稀硫酸中，固體粉末完全溶解．然后滴加150g16%的氫氧化鈉溶液，恰好完全反應，過濾．試計算：
（1）所得濾液中的溶質是Na₂SO₄（寫化學式），質量為42.6g；
（2）過濾后得到沉淀的質量可能為③（填序號）；
①18.4g；   ②19.6g；   ③20.8g；   ④21.4g．
（3）所用稀硫酸溶質的質量分數．

Answer 1

分析 Fe₂O₃和CuO的混合粉末，把該混合物全部加入到100g足量的稀硫酸，固體粉末完全溶解，溶液中溶質為硫酸銅、硫酸鐵和硫酸，滴加150g16%的氫氧化鈉溶液，恰好完全反應，過濾后轉化為硫酸鈉．找出Na⁺和SO₄^2-之間的關系，由于無論開始怎么反應，最后加入氫氧化鈉以后，都是鈉離子和硫酸根離子結合為硫酸鈉，所以有H₂SO₄～2NaOH～Na₂SO₄，然后根據這一關系解題即可．

解答 解：
Fe₂O₃和CuO的混合粉末，把該混合物全部加入到100g足量的稀硫酸，固體粉末完全溶解，溶液中溶質為硫酸銅、硫酸鐵和硫酸，滴加150g16%的氫氧化鈉溶液，恰好完全反應，過濾后轉化為硫酸鈉．根據反應的方程式可得：
設100g硫酸溶液中H₂SO₄的質量為x，生成Na₂SO₄的質量為y，由Na⁺和SO₄^2-之間的關系得：
H₂SO₄～2NaOH～Na₂SO₄
98             80          142
x         150g×16%      y
$\frac{98}{x}=\frac{80}{150g×16%}=\frac{142}{y}$
解得：x=29.4g，y=42.6g，
所用稀硫酸溶質的質量分數為$\frac{29.4g}{100g}$×100%=29.4%
（2）假設生成的沉淀全部是氫氧化鐵，質量為m，根據鐵元素守恒可得：
Fe₂O₃～～2Fe（OH）₃
160             214    
16g             m
$\frac{160}{214}$=$\frac{16g}{m}$
  解得：m=21.4g
假設生成的沉淀全部是氫氧化銅，質量為n，由銅元素守恒可得：
CuO～Cu（OH）₂
80                  98
16g                n
$\frac{80}{98}$=$\frac{16g}{n}$
   解得：n=19.6g
由于本身是混合物，所以過濾后得到沉淀的質量的質量介于19.6～21.4之間，所以選③
故答案為：
（1）Na₂SO₄； 42.6；
（2）③；
 （3）29.4%．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．