Question

某固体物质由MgSO₄和NaOH组成，取24克该固体混合物溶于水后，向所得的混合物中逐渐加入15%的硫酸（密度为1.1g/mL），发现沉淀量y与加入的硫酸的体积x有如图的关系．求该固体中MgSO₄、NaOH的质量各为多少？

Answer

物质之间的反应有2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O，MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg（OH）2↓，Mg（OH）2+H2SO4═MgSO4+2H2O；由图示数据可知，开始加入硫酸至29.7mL时，沉淀没有减少，是因为硫酸在与氢氧化钠反应，A～B断才是硫酸与氢氧化镁沉淀反应的体积．利用氢氧化镁与硫酸反应的化学方程式，列出比例式，就可计算出MgSO4和NaOH反应生成沉淀的质量；然后再利用MgSO4和NaOH反应的化学方程式，列出比例式，计算出固体物质中MgSO4的质量和参与反应的氢氧化钠的质量；然后再利用氢氧化钠与硫酸反应的化学方程式，列出比例式，计算出此反应中氢氧化钠的质量，两者之和就是固体物质中NaOH的质量．（或者直接用固体质量-该固体中MgSO4的质量=NaOH的质量计算更简便．）
【解析】
①由图示数据可知，与氢氧化镁沉淀反应的硫酸溶液的体积为：89mL-29.7mL=59.3mL，则H2SO4质量为：59.3mL×1.1g/mL×15%≈9.8g，
设参与反应的沉淀氢氧化镁的质量为x，
Mg（OH）2+H2SO4═MgSO4+2H2O
58         98
x         9.8g
∴，
解之得：x==5.8g；
②设参与反应的MgSO4的质量为y，NaOH的质量为z，
MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg（OH）2↓
120    80           58
y      z            5.8g
∴=，=
解之得：y==12g；
z==8g；
③由图示可知，与氢氧化钠反应的硫酸溶液的体积为29.7mL，则其中H2SO4的质量为：29.7mL×1.1g/mL×15%=4.9g，
设与硫酸反应的氢氧化钠的质量为r，
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O
80     98
r      4.9g
∴，
解之得：r==4g；
则该固体中NaOH的质量=8g+4g=12g．
答：该固体中MgSO4的质量为12g；NaOH的质量为12g．
（或者还可以用固体质量-该固体中MgSO4的质量=NaOH的质量计算更简便．）