Question

将1.5 g混有铜粉的镁粉投入100g稀硫酸中，至不再产生气泡为止，共收集0.1 g气体．过滤后，向所得溶液滴入质量分数为10%的氢氧化钠溶液．开始滴入时无沉淀生成，滴加一定质量的氢氧化钠溶液后开始出现白色沉淀．当滴加氢氧化钠溶液的质量为80g时，恰好得到最多的沉淀量2.9 g．试求：
（1）原混合物中镁的质量分数；
（2）最终所得溶液中溶质的质量分数．（计算结果保留至0.01%）

Answer 1

分析：（1）根据金属的活动性可知，铜不能和稀硫酸发生置换反应，故混合物中只有镁能和稀硫酸反应，根据化学方程式得出各物质之间的质量比，列出比例式，通过计算得出镁的质量．然后根据溶质质量分数公式计算即可．
（2）欲正确解答本题，需知接下来会发生哪些化学反应，然后根据化学方程式得出各物质之间的质量比，列出比例式，通过计算得出镁的质量．然后根据溶质质量分数公式计算即可．

解答：解：（1）设原混合物中镁的质量为x，
Mg+H₂S0₄=MgSO₄+H₂↑
24             2
x            0.1g
∴24：2=x：0.1g，
解之得：x=1.2g，
原混合物中镁的质量分数为：

1.2g

1.5g

× 100%=80%．
（2）首先中和未反应的H₂SO₄，方程式为H₂SO₄+2NaOH=Na₂S0₄+2H₂O，然后再发生如下反应：MgSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Mg（OH）₂↓（即NaOH全部转化为Na₂SO₄）
设最终所得Na₂S0₄的质量为y，
2NaOH～Na₂SO₄
80    　　　　142
80 g×10%        y
∴

80

142

=

80g×10%

y

解之得：y=14.2g，
根据质量守恒定律，反应后所得溶液质量为：100g+80g+1.2g-0.1g-2.9g=178.2g，
则最终所得溶液中溶质的质量分数为：

14.2g

178.2g

×100%≈7.97%．
答：原混合物中镁的质量分数为80%，最终所得溶液中溶质的质量分数为7.97%．

点评：本题主要考查学生运用化学方程式和溶质质量公式进行计算的能力．