题目内容

10.取4.4g部分被氧化的镁带样品,加入到147g溶质质量分数为10%的H2SO4溶液中,镁带和H2SO4均恰好完成反应.
(1)写出上述镁带在H2SO4溶液中发生反应的化学方程式MgO+H2SO4═MgSO4+H2O;Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑.
(2)反应完成后生成MgSO4的质量为18g.
(3)该镁带样品中MgO的质量为2g.其中未被氧化与已被氧化的镁元素的质量比为2:1.
(4)若生成的MgSO4溶液是不饱和溶液,求该溶液的质量为多少(写出计算过程)?

分析 (1)根据氧化镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和水,镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气解答;
(2)镁和氧化镁中的镁元素完全转化到硫酸镁中,H2SO4溶液中硫酸根素完全转化到硫酸镁中;根据硫酸镁中镁和硫酸根的质量比可以求出硫酸镁的种质量;
(3)根据镁和氧化镁中的镁元素完全转化到硫酸镁中,利用元素守恒解答;
(4)根据质量守恒定律求出反应后溶液的质量.

解答 解:
(1)氧化镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和水,反应的化学方程式为:MgO+H2SO4═MgSO4+H2O;镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,反应的化学方程式为:Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑;
(2)147g溶质质量分数为10%的H2SO4溶液中硫酸根的质量=147g×10%×$\frac{96}{98}$×100%=14.4g
反应完成后生成MgSO4的质量为:14.4g÷$\frac{96}{120}$=18g
(3)镁和氧化镁中的镁元素完全转化到硫酸镁中,18g硫酸镁中,镁元素的质量=18g×$\frac{24}{120}$=3.6g
镁和氧化镁中的氧元素=4.4g-3.6g=0.8g
该镁带样品中MgO的质量为:0.8g÷$\frac{16}{40}$=2g,镁元素质量=2g-0.8g=1.2g
未被氧化的镁元素的质量=4.4g-2g=2.4g
其中未被氧化与已被氧化的镁元素的质量比为:2.4g:1.2g=2:1;
(4)设2.4g镁与酸反应生成氢气的质量为x
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑;
24                          2
2.4g                        x
$\frac{24}{2.4g}$=$\frac{2}{x}$
x≈0.2g
该溶液的质量为4.4g+147g-0.2g=151.2g
答案:
(1)MgO+H2SO4═MgSO4+H2O;Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑;
(2)18;
(3)2;2:1;
(4)该溶液的质量为151.2g.

点评 本题难度不大,掌握利用化学方程式与溶质质量分数的综合计算即可正确解答本题,解题时要注意解题的规范性.

练习册系列答案
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18.实验室有一瓶标签受到腐蚀的无色溶液,如图所示.这瓶无色溶液是放在存放盐溶液的柜子里.化学兴趣小组开展探究:
【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么盐的溶液?
【猜想与假设】该无色溶液可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种的溶液.
【初步分析】
(1)库尔班同学根据标签上的组成元素认为一定不是氯化钠溶液.
(2)艾力同学提出,碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能,他的依据是碳酸氢钠和硝酸钠的化学式中钠元素右下角的数字为1.
【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液,他们设计了如下实验.
实验操作实验现象
①取少重该无色溶液于试管中,慢慢滴加BaCl2溶液
②静置后,向沉淀中滴加稀盐酸
产生白色沉淀
产生大量气泡,沉淀全部溶解.
【实验结论】
(3)该瓶无色溶液的溶质是Na2CO3(填化学式).生成白色沉淀的化学反应方程式是Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl.
【实验反思】
(4)玉素甫同学认为原设计的实验还可简化,同样达到鉴别的目的.丙同学设计的实验如下(将实验操作及实验现象填入相应的空格中):
实验操作 实验现象
 
取上述无色溶液少许于试管中,滴加少量的稀盐酸
溶液中没有气泡产生(或有气泡产生),该瓶无色溶液是硫酸钠溶液(或碳酸钠溶液)
(5)白燕同学经查阅资料得知:氯化钠、硫酸钠、硝酸钠溶液呈中性,碳酸钠、碳酸氢钠溶液呈碱性,提出测溶液的酸碱性来确定更简便.她采用pH试纸测量溶液的pH值>7(填>、=、<),则结论与以上同学一致.
5.如图是两个实验小组分别进行“加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物”的实验过程示意图:

【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓,加热后产生黑色的氧化铜.
【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因,他们进行了以下实验探究:
【查阅资料】在酸性条件下,氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应:
6NaOH+4CuSO4═3Na2SO4+Cu4(OH)6SO4↓,生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体,加热不易发生分解.
【提出猜想】根据资料分析,同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想:
猜想Ⅰ:硫酸铜溶液呈酸性;      猜想Ⅱ:生成的硫酸钠使溶液呈酸性.
【实验与结论】
实验①:用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度,得出其pH<(填“>”、“<”或“﹦”),硫酸铜溶液呈酸性,猜想Ⅰ成立.
实验②:向盛有硫酸钠溶液的试管中逐滴加石蕊溶液,观察到溶液显紫色,硫酸钠溶液呈中(填“酸”、“中”或“碱”)性,猜想Ⅱ不成立.
【交流和反思】(1)乙组同学认真分析甲组实验后,一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立,理由是甲组实验生成了Na2SO4,若它显酸性,在此条件下氢氧化钠与硫酸铜反应会生成蓝白色沉淀;
(2)在化学反应中,相同的反应物因质量比不同可能会导致生成物不同,请另举一列碳与氧气(写出反应物即可).

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