Question

(10分)某化学探究小组用如下实验证明了烧碱与稀硫酸能发生中和反应。

②③两步均充分反应，加入硫酸铁溶液，立即产生明显现象，最终得到只含一种溶质的无色溶液．请回答下列问题：

（1）①根据发生的反应及现象可知反应②结束时溶液中的离子有_____________（填离子符号）；②无明显现象，发生反应的化学方程式是_____________；

（2）求解③中参加反应的烧碱的质量为_____________；

（3）发生中和反应的硫酸的物质的量为_____________ ；

（4）最终得到的无色不饱和溶液只含一种溶质，则所得溶液中溶质的质量分数为_____________。

Answer

（1）①Na+、OH-、SO42-；②H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；

（2）12g；

（3）0.1mol；

（4）10%。

【解析】

试题分析：（1） ①根据发生的反应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知及加入硫酸铁溶液会产生红褐色沉淀，说明碱过量，实验反应②结束时溶液中的离子有：Na+、OH-、SO42-；②硫酸与氢氧化钠发生酸碱中和反应，产生硫酸钠和水，反应的化学方程式是：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；（2）设与硫酸铁反应的氢氧化钠的质量为x，生成的硫酸钠的质量为y；

Fe2(SO4)3+6NaOH=3Na2SO4+2Fe(OH)3 ↓

240 426 214

x y 10.7g

214÷240=10.7g÷x，解得x=12g；426÷214=y÷10.7g，解得y=21.3g；反应开始有NaOH质量是20g，所以发生反应③消耗的NaOH的质量是20g-12g=8g；（3）硫酸与NaOH发生中和反应：2NaOH+ H2SO4= Na2SO4+2H2O，反应的NaOH的质量是20g-12g=8g，其物质的量是n(NaOH)=8g÷40g/mol=0.2mol，根据反应方程式可知硫酸的物质的量是n(H2SO4)=1/2 n(NaOH)=0.1mol；（4）设氢氧化钠与硫酸反应生成的硫酸钠的质量为z，

2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

80 142

8g z

80÷142=8g÷z，解得 z=14.2g；因此最终得到的无色不饱和溶液中溶质的质量分数=

[(21.3g+14.2g)÷(20g+80g+100g+200g−10.7g−34.3g)]×100%=10%。

考点：考查物质的量在化学反应方程式计算的应用及有关溶液的组成与计算的知识。