题目内容

某兴趣小组用10 g镁条与溶质质量分数为49％的稀硫酸反应．测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如图(假设镁条中除表面含有氧化镁外，没有其它杂质)．

(1)当稀硫酸的质量为70 g，产生的氢气的质量为________g．

(2)用化学方程式说明当稀硫酸的质量为10 g时，为什么不产生氢气

(3)计算镁条中镁元素的质量分数(写出计算过程)．

答案：
解析：


练习册系列答案
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19、已知某纯碱粗产品仅含有NaCl杂质，为测定该纯碱粗产品中纯碱的质量分数，某兴趣小组的同学设计了下图所示的实验装置，取10.0g粗产品进行实验．

说明：碱石灰是CaO与NaOH 的固体混合物．E装置中的饱和NaHCO3溶液是为了除去二氧化碳气体中的氯化氢，发生的反应为NaHCO3十HC1=NaCl十CO2↑十H2O．
实验主要操作步骤如下：
①连接好装置，检查气密性；②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间空气；③称量 G的质量；④关闭弹簧夹C，慢慢滴加浓盐酸至过量，直至D中无气泡冒出；⑤打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气；⑥再次称量 G的质量，得前后两次质量差为0.48g．
请回答下列问题：
（1）在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明
样品重，砝码轻
．
（2）F中的试剂应为
浓硫酸
．
（3）B装置的作用是
除去空气中的二氧化碳
，B装置中发生反应的化学方程式为：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
．
（4）H装置的作用是
防止空气中的二氧化碳和水蒸气被装置G中碱石灰吸收
．
（5）事实上10.0g粗产品只能产生0.44g CO2．请你仔细分析上述实验，解释实验值
（2011?丹阳市二模）某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO2．他们不禁产生了疑问：书本119页的实验中，CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
【查阅资料】
资料一：Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种．
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案 实验现象
甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙 取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
【实验结论】
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe3O4；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O
；
【拓展探究】同学们对Fe3O4产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图．
【生产流程】

【查阅资料】
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示：
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二：Fe（OH）2受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
资料三：获得Fe3O4的反应原理为：Fe（OH）2+2Fe（OH）3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
【问题讨论】
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
；
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量[或防止Fe（OH）2完全转化为Fe（OH）3]
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量[或防止Fe（OH）2完全转化为Fe（OH）3]
．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）2和Fe（OH）3的最佳质量比为
90：214（或45：107）
90：214（或45：107）
．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
→
a
a
→d．
a．过滤   b．加热浓缩     c．冷却结晶    d．晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
【查阅资料】
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的，先生成Fe3O4，再生成FeO（黑色），最后生成Fe；
【提出猜想】Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种．
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验：
【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
甲组：
（1）该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质．B中的最佳试剂是_
②
②
（填序号）．
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液     ③稀盐酸     ④水
（2）上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③
将装置中的CO2送入NaOH溶液中
将装置中的CO2送入NaOH溶液中
．
（3）乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析，你认为他们的理由是
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
．
乙组：
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线（右图）．
（1）写出BC段发生反应的化学方程式：
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
．
（2）通过计算确定：该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
，其中含Fe3O4的质量是
20.88
20.88
g．（不需要写过程）
某化学兴趣小组用化学方法测定一种钢样品中铁的含量．同学们称取了5.7g钢样品，投入装有10.0g稀盐酸（足量）的烧杯（烧杯质量也为10.0g）中．在化学反应过程中对烧杯（包括溶液和残余固体）进行了四次称量，记录如下表：
反应时间 t0 t1 t2 t3
烧杯和药品质量/g 25.7 25.6 25.5 25.5
（1）反应中产生氢气
0.2
0.2
克，这种钢样品中铁的含量是多少？（精确到0.1%）
（2）有同学提出：灼烧可使钢中的炭变为CO2挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻．可是他们将一定量的钢样品灼烧后，发现质量反而增加了很多．原因是
因为碳减少的质量，远小于铁转化为氧化物增加的质量
因为碳减少的质量，远小于铁转化为氧化物增加的质量

（3）钢的类型分为：钢分为低碳钢、中碳钢、高碳钢．假设残留在烧杯中的黑色固体全部是炭，则这种钢属于？写出计算过程．
（2005?防城港）广西有大量的石灰石，为了测定某地石灰石中碳酸钙的质量分数（假设杂质不参加反应，且不溶于水），某兴趣小组的同学设计了三个实验方案并进行了如下探究：
方案I：①称取石灰石样品10g②高温煅烧至质量不再改变，然后把剩余固体放在密闭干燥的容器中冷却至室温，称得剩余固体质量为6.04g．
方案Ⅱ：①称取石灰石样品10g  ②加入足量的质量分数为10%的稀盐酸100g，使碳酸钙完全溶解  ③过滤后在滤液中加入过量的质量分数为15%的碳酸钠溶液150g④将步骤③中的沉淀过滤、洗涤、干燥，称得沉淀质量为9g．
方案Ⅲ：①称取石灰石样品lO g②加入足量的稀盐酸，使碳酸钙全部溶解
③用导管将生成的气体通入澄清石灰水（过量）  ④将步骤③中生成的沉淀过滤、洗涤、干燥，称得沉淀质量为8.8g．
根据上述回答问题：
（1）在方案I中冷却剩余固体为什么要在密闭干燥的容器中进行？
（2）某同学根据方案I计算碳酸钙的质量分数过程如下：设石灰石中碳酸钙的质量为X，则
CaCO3 
 高温 
.
 
CaO+CO2↑
100         56
x         6.04g
100
x
=
56
6.04g
   x=lO．78g 
CaCO3%=
10.78
10
×100%=107.8%
以上解法得出碳酸钙的质量分数超过100%，造成计算结果错误的原因是
剩余固体质量6.04g包括了杂质的质量
剩余固体质量6.04g包括了杂质的质量
，正确的计算结果是
90%
90%
．
（3）方案Ⅱ中求碳酸钙的质量分数时，下列数据不需要的是
AC
AC
（填序号）．
A．10%、100g    B．10g    C．15%、150g    D．9g
（4）通过对三个方案中的碳酸钙质量分数的计算可知，方案Ⅲ计算得出的碳酸钙质量分数要比方案工和方案Ⅱ低，你认为其中可能的原因是下面的
AB
AB
（填序号）．
A．生成的二氧化碳有部分溶于水    B．导管中仍有部分二氧化碳未排出．
C．生成的沉淀不应该洗涤和干燥    D．稀盐酸不应加足量
（5）请你另外设计一个实验方案，测定石灰石中碳酸钙的质量分数．（提示：可以从求杂质的角度来分析）

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