Question

3．向質量為m的20%的氫氧化鈉溶液中逐滴加入硫酸鎂溶液，至恰好完全反應時，濾去沉淀，稱得濾液總質量為3m．
（1）計算所加硫酸鎂溶液中溶質的質量分數（最后結果精確到0.1%）；
（2）請建立坐標系繪制上述滴加過程中各種不同離子的數目隨硫酸鎂溶液的不斷加入而變化的關系圖．

Answer 1

分析 （1）根據氫氧化鈉和硫酸鎂反應的方程式利用氫氧化鈉的質量可求反應的硫酸鎂和生成沉淀的質量，而后利用質量守恒定律可知硫酸鎂溶液的量，進而可得硫酸鎂的質量分數；
（2）依據反應前后物質是否能電離以及離子的個數關系分析解答即可．

解答 解：（1）設參加反應的MgSO₄的質量為x，生成Mg（OH）₂沉淀的質量為y
2NaOH+MgSO₄=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓
80          120                           58
m×20%    x                              y

$\frac{80}{120}$=$\frac{m×20%}{x}$；
$\frac{80}{58}$=$\frac{m×20%}{y}$；
x=0.3 m，y=0.145 m                                 
由m+MgSO₄溶液的質量=3m+0.145m
知  MgSO₄溶液的質量=2.145m
所以 MgSO₄溶液中MgSO₄的質量分數=$\frac{0.3m}{2.145m}$×100%=14.0%；    
（2）由反應方程式2NaOH+MgSO₄=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓可知溶液中的鈉離子不會變化（來源于氫氧化鈉溶液），而隨著硫酸鎂的滴加硫酸根離子則會不斷變大，但由于Na₂SO₄可知溶液中的鈉離子和硫酸根離子的個數比應該為2：1，溶液中的氫氧根離子隨著硫酸鎂的滴加會不斷變少最終完全反應時消失；故可得如下圖象[注：圖中應反映出恰好完成反應后，N（Na⁺）：N（SO₄^2-）=2：1]

故答案為：（1）所加硫酸鎂溶液中溶質的質量分數為14.0%；
（2）．

點評 此題是一道化學方程式計算題，熟練掌握相關方程式的計算和利用質量守恒定律是解題的關鍵．