Question

3．有一包固體粉末，可能是CaCO₃、Na₂SO₄、CuSO₄、Na₂CO₃中的一種或多種，某實驗小組對其組成成分進行了以下探究活動．
通過查閱資料得到：Na₂CO₃溶液與CuSO₄溶液混合能產生藍色沉淀．
該小組取一定量上述固體粉末，加足量水溶液，得到藍色澄清溶液，則原固體粉末中一定沒有CaCO₃；Na₂CO₃ （填化學式）．
為進一步確定原固體粉末的組成，該實驗小組同學先用托盤天平稱取46.2g該粉末，溶于足量的水配成174.6g溶液，再往其中加入溶質質量分數為8%的NaOH溶液，產生沉淀的質量與所加NaOH溶液質量的關系如圖所示，據圖回答：
（1）計算產生最大沉淀時所加NaOH溶液的質量．
（2）通過計算確定46.2g固體粉末的組成．（回答出物質名稱和其質量）

Answer 1

分析 考慮碳酸鈣不溶于水；硫酸銅溶液是藍色的；
硫酸銅和氫氧化鈉反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，根據沉淀的質量可以計算硫酸銅的質量、氫氧化鈉的質量和反應生成的硫酸鈉的質量，進一步可以計算產生最大沉淀量時所加NaOH溶液的質量和A點所示溶液中溶質的質量分數，同時可以確定46.2g固體粉末的組成．

解答 解：取一定是上述固體粉末，加足量水溶解，得到藍色澄清溶液，說明固體中不含有碳酸鈣和碳酸鈉，一定含有硫酸銅，無法確定是否含有硫酸鈉．故填：CaCO₃；Na₂CO₃．
（1）設硫酸銅的質量為x，氫氧化鈉的質量為y，生成硫酸鈉的質量為z，
由圖中數據可知，產生最大沉淀量是9.8g，
CuSO₄+2NaOH═Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，
 160          80         98                 142
  x             y          9.8g                z
則$\frac{160}{x}=\frac{80}{y}=\frac{98}{9.8g}=\frac{142}{z}$，解得x=16g，y=8g，z=14.2g，
產生最大沉淀量時所加NaOH溶液的質量為：8g÷8%=100g，
答：產生最大沉淀量時所加NaOH溶液的質量為100g．
（2）固體中硫酸鈉的質量為：46.2g-16g=30.2g，
答：46.2g固體粉末中含有16g硫酸銅和30.2g硫酸鈉．
故答案為：
CaCO₃、Na₂CO₃ ；（1）100g；（2）30.2g．

點評 本題主要考查物質的性質和根據化學方程式進行計算的能力，計算時要注意規范性和準確性．