Question

2．現(xiàn)有鎂和硫酸鎂固體混合物40克，平均分成4份，分別置于潔凈的燒杯中，每個(gè)燒杯中先加入110.4克水，然后向燒杯中加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸，測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

	實(shí)驗(yàn)一	實(shí)驗(yàn)二	實(shí)驗(yàn)三	實(shí)驗(yàn)四
原固體混合物的質(zhì)量	10g	10g	10g	10g
加入稀硫酸的質(zhì)量	20g	40g	80g	85g
生成氣體的質(zhì)量	0.1g	m	0.4g	0.4g

（1）計(jì)算實(shí)驗(yàn)中所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）計(jì)算恰好完成反應(yīng)那次實(shí)驗(yàn)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 根據(jù)第3次加入稀硫酸時(shí)，仍然能夠產(chǎn)生氫氣，說明第2次加入稀硫酸時(shí)，硫酸完全反應(yīng)，生成的氫氣應(yīng)該是第1次生成氫氣的質(zhì)量2倍；也就是說每20g稀硫酸可以生成0.1g氫氣，那么80g稀硫酸可以生成0.4g氫氣，實(shí)驗(yàn)四算的質(zhì)量增加，生成氫氣的質(zhì)量不變，說明實(shí)驗(yàn)三恰好完全反應(yīng)．
根據(jù)氫氣的質(zhì)量求出混合物中鎂的質(zhì)量、稀硫酸中溶質(zhì)質(zhì)量以及硫酸鎂的質(zhì)量，進(jìn)根據(jù)生成的硫酸鎂以及原混合物中硫酸鎂的質(zhì)量，利用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式求出反應(yīng)后溶液中硫酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可．根據(jù)生成的硫酸鎂以及原混合物中硫酸鎂的質(zhì)量，利用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式求出反應(yīng)后溶液中硫酸鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可．

解答 解：根據(jù)第3次加入稀硫酸時(shí)，仍然能夠產(chǎn)生氫氣，說明第2次加入稀硫酸時(shí)，硫酸完全反應(yīng)，生成的氫氣應(yīng)該是第1次生成氫氣的質(zhì)量2倍；也就是說每20g稀硫酸可以生成0.1g氫氣，那么80g稀硫酸可以生成0.4g氫氣，實(shí)驗(yàn)四算的質(zhì)量增加，生成氫氣的質(zhì)量不變，說明實(shí)驗(yàn)三恰好完全反應(yīng)．
設(shè)設(shè)混合物中鎂的質(zhì)量為x，稀硫酸中溶質(zhì)質(zhì)量為y，生成硫酸鎂的質(zhì)量為z．
Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
24   98    120   2
x    y     z    0.4g
$\frac{24}{x}=\frac{98}{y}=\frac{120}{z}=\frac{2}{0.4g}$
x=4.8g
y=19.6g
z=24g
（1）實(shí)驗(yàn)中所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{19.6g}{80g}×$100%=24.5%；
（2）則原混合物中硫酸鎂的質(zhì)量為：10g-4.8g=5.2g
實(shí)驗(yàn)所得溶液中硫酸鎂的質(zhì)量為24g+5.2g=29.2g
實(shí)驗(yàn)所得溶液質(zhì)量=10g+110.4g+80g-0.4g=200g
恰好完成反應(yīng)那次實(shí)驗(yàn)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{29.2g}{200g}×$100%=14.6%
答案：
（1）實(shí)驗(yàn)中所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.5%；
（2）恰好完成反應(yīng)那次實(shí)驗(yàn)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算以及溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算，難度較大，需要注意規(guī)范的解題步驟．