Question

2．现有镁和硫酸镁固体混合物40克，平均分成4份，分别置于洁净的烧杯中，每个烧杯中先加入110.4克水，然后向烧杯中加入一定质量分数的稀硫酸，测得实验数据如表：

	实验一	实验二	实验三	实验四
原固体混合物的质量	10g	10g	10g	10g
加入稀硫酸的质量	20g	40g	80g	85g
生成气体的质量	0.1g	m	0.4g	0.4g

（1）计算实验中所用稀硫酸的溶质质量分数．
（2）计算恰好完成反应那次实验所得溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 根据第3次加入稀硫酸时，仍然能够产生氢气，说明第2次加入稀硫酸时，硫酸完全反应，生成的氢气应该是第1次生成氢气的质量2倍；也就是说每20g稀硫酸可以生成0.1g氢气，那么80g稀硫酸可以生成0.4g氢气，实验四算的质量增加，生成氢气的质量不变，说明实验三恰好完全反应．
根据氢气的质量求出混合物中镁的质量、稀硫酸中溶质质量以及硫酸镁的质量，进根据生成的硫酸镁以及原混合物中硫酸镁的质量，利用溶质质量分数公式求出反应后溶液中硫酸镁的质量分数即可．根据生成的硫酸镁以及原混合物中硫酸镁的质量，利用溶质质量分数公式求出反应后溶液中硫酸镁的质量分数即可．

解答 解：根据第3次加入稀硫酸时，仍然能够产生氢气，说明第2次加入稀硫酸时，硫酸完全反应，生成的氢气应该是第1次生成氢气的质量2倍；也就是说每20g稀硫酸可以生成0.1g氢气，那么80g稀硫酸可以生成0.4g氢气，实验四算的质量增加，生成氢气的质量不变，说明实验三恰好完全反应．
设设混合物中镁的质量为x，稀硫酸中溶质质量为y，生成硫酸镁的质量为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）实验中所用稀硫酸的溶质质量分数=$\frac{19.6g}{80g}×$100%=24.5%；
（2）则原混合物中硫酸镁的质量为：10g-4.8g=5.2g
实验所得溶液中硫酸镁的质量为24g+5.2g=29.2g
实验所得溶液质量=10g+110.4g+80g-0.4g=200g
恰好完成反应那次实验所得溶液中溶质的质量分数=$\frac{29.2g}{200g}×$100%=14.6%
答案：
（1）实验中所用稀硫酸的溶质质量分数为24.5%；
（2）恰好完成反应那次实验所得溶液中溶质的质量分数为14.6%．

点评 本题主要考查有关化学方程式的计算以及溶质的质量分数的计算，难度较大，需要注意规范的解题步骤．