21.(2008年攀枝花市)现有铜与另一种金属的混合物粉末,另一种金属可能是镁、铁、锌中的一种,现欲测定其组成。

[查阅资料](1)镁、铁、锌皆能与稀硫酸发生置换反应,且生成+2价的可溶性金属硫酸盐和氢气。

(2)相对原子质量:Mg-24、Fe-56、Zn-65

[实验步骤及数据]取该混合物粉末8.0g放入烧杯中,将140.0g 14.0%的稀硫酸分四次加入该烧杯中,充分反应后,测得剩余固体质量数据记录如下:

次数
1
2
3
4
加入稀硫酸的质量/g
35.O
35.0
35.O
35.O
剩余固体的质量/g
6.8
5.6
4.4
4.2

通过计算(写出计算过程),求:

(1)该混合物粉末中铜的质量分数?

(2)该混合物粉末中另一金属为何种金属?

(3)第三次加入硫酸充分反应后,所得溶液中溶质的质量分数是多少?

解:⑴混合物中Cu的质量分数=⑵设该金属M的相对原子质量为X,第4次反应的稀硫酸质量为

反应的总稀硫酸质量是35g×3+35/6g=665/6g

M   +  H2SO4===  MSO4  +  H2

X      98

8g-4.2g   665/6g×14%

X:98=3.8g:665/6g×14%   X=24

该金属是镁。

⑶设所得溶液中MgSO4的质量为y,生成H2的质量为z

Mg  +  H2SO4  ===  Mg SO4  +  H2

      98     120    2

     105g×14%   y     z

   98:120==105g×14%:y  y=18g

   98:2====105g×14%:z  z=0.3g

MgSO4溶液的质量分数为18g/(105g+3.6g-0.3g) ×100%≈16.6%

答:该混合物粉末中铜的质量分数是52.5%;该混合物粉末中另一金属为金属镁;第三次加入硫酸充分反应后,所得溶液中溶质的质量分数是16.6%.

19.(2007 十堰)甲同学在探究酸的性质时,误把H2O2溶液当作酸与Fe2O3粉末混合,发现有大量气泡产生。他联想到MnO2可作为H2O2分解的催化剂,那么,Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂呢?请你一起参与探究,并填写下列空白。

[猜想]Fe2O3能作为H2O2分解的催化剂。

[实验验证]甲同学依次设计了三个实验:

实验一  取一定量的H2O2溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生,伸入带火星的木条,没有复燃。说明H2O2溶液常温下缓慢分解。

实验二  在实验一的试管中加入WgFe2O3粉末,有大量气泡产生,然后伸入带火星的木条,木条复燃。说明_             _

实验三  待反应结束后,将试管里的不溶物滤出,并洗涤、干燥、称量,固体质量仍为Wg。说明  _

[实验结论]甲同学认为,粉末可以作为H2O2分解的催化剂。

[反思评价]乙同学认为要证明甲同学的结论正确,仅做这三个实验还不充分,需要再补充一个探究实验。探究_           

[拓展]下表是丙同学探究影响H2O2分解因素时所记录的部分数据,通过对数据分析,你能得出什么结论?_        _

用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间:

时间(min)

 
     

 

浓度

 

催化剂

30%H2O2溶液
15%H2O2溶液
5%H2O2溶液
加入W g MnO2
0.2
0.8
2.0
加入W g Fe2O3
7.0
9.0
16.0

解析 催化剂的定义是能改变化学反应的速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后均不发生改变的物质。对于分解过氧化氢溶液制氧气的反应,Fe2O3、CuO、MnO2等都可以作为该反应的催化剂。但通过实验探究,我们可以选择催化作用更好的催化剂。

答案:Fe2O3能加快H2O2的分解速率  反应前后Fe2O3的质量保持不变   反应前后Fe2O3的化学性质是否改变(或反应前后Fe2O3是否转化为其他物质)  相同条件下,MnO2的催化效果比Fe2O3好(或其他条件相同的情况下,H2O2浓度越大,产生氧气的速率越快

 0  589  597  603  607  613  615  619  625  627  633  639  643  645  649  655  657  663  667  669  673  675  679  681  683  684  685  687  688  689  691  693  697  699  703  705  709  715  717  723  727  729  733  739  745  747  753  757  759  765  769  775  783  447348 

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