题目内容

1．现有铜与一种金属的混合物粉末，这种金属可能是镁、铁、锌中的一种，现欲测定其组成．
【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1234
加入稀硫酸的质量/g35.035.035.035.0
剩余固体的质量/g6.85.64.44.2
求：
（1）该混合物粉末中铜的质量分数50.25%．
（2）第二次加稀硫酸充分反应后所得溶液的质量为72.2g．
（3）该混合物粉末中另一金属为何种金属？（写出计算过程）

分析 （1）铜不能与酸发生置换反应，因此，当金属混合物粉末与足量稀硫酸完全反应后，剩余固体质量即为铜的质量，从而求出该混合物粉末中铜的质量分数；
（2）由于35克硫酸参加反应金属每减少1.2克，由此可以求出第四次参加反应硫酸的质量，根据参加反应金属的质量与参加反应硫酸的质量计算金属的相对原子质量；根据相对原子质量判断金属元素；
（3）第二次加入硫酸充分反应后，由于金属有剩余因而所加稀硫酸完全反应，所得溶液为金属的硫酸盐溶液；根据反应的化学方程式则消耗金属的质量计算出反应生成硫酸盐的质量，所得质量与溶液的质量比即得溶液的质量分数；反应后所得溶液的质量由质量守恒定律进行求得．

解答 解：
（1）分析表格发现，前三次每加入35g硫酸，剩余固体的质量就减少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量减少0.2g，说明另一种金属已经全部参加反应，剩余固体就是铜，所以铜的质量为4.2g，该混合物粉末中铜的质量分数为：$\frac{4.2g}{8g}$×100%=50.25%．
（2）设该金属为M，第二次加稀硫酸充分反应后生成H2的质量为Z．
第二次加入稀硫酸以后，总共加入稀硫酸的质量是35g×2=70g，则纯硫酸的质量是70g×14%═9.8g．
M+H2SO4═MSO4+H2↑
    98        2
    9.8g      x
则$\frac{98}{9.8g}$=$\frac{2}{x}$，解得：x=0.2g
∴溶液的质量是70g+8g-5.6g-0.2g=72.2g．
（3）设该金属的相对分子质量为y，该金属为M． 
以第一次加入35g硫酸为例，纯硫酸的质量是35g×14%=4.9g．
 M+H2SO4═MSO4+H2↑
 y     98
1.2g   4.9g
则$\frac{y}{98}$=$\frac{1.2g}{4.9g}$，∴解得x=24，
根据相对原子质量表，则该金属为Mg．
故答案为：
（1）4.2g；
（2）72.2g；
（3）Mg．

点评 根据质量守恒定律，第二次加入稀硫酸充分反应后所得溶液的质量=参加反应金属的质量+两次所加稀硫酸的质量-反应放出氢气的质量；利用根据守恒定律化复杂的溶液计算为简便明了．

练习册系列答案
相关题目
19．“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”，以及“寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣．
【实验探究一】
实验步骤实验现象
Ⅰ．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中，向A试管中加入ag氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星木条，观察现象．A试管中产生气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象．
Ⅱ．待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，如此反复多次实验，观察现象．试管中均产生气泡，带火星木条均复燃．
Ⅲ．将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤，并将所得虑渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为ag．
Ⅳ．分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中，向C试管中加入ag氧化铁粉末，向D试管中加入ag二氧化锰粉末，观察现象．
【实验结论】
（1）A中产生的气体是氧化铁能加快过氧化氢溶液分解生成氧气的速率；
（2）实验Ⅱ、Ⅲ证明：氧化铁的化学性质和质量在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；
（3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
【实验评价】
（1）设计实验Ⅰ的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
（2）若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂．
【实验探究二】影响化学反应的速率除了催化剂以外，还有其它因素吗？以下是另一实验小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据．
实 验
序 号		H2O2溶
液浓度/%		H2O2溶液体积/mL温度/℃MnO2用量/g收集氧气的体积/mL反应所需
的时间/s
①51200.1416.75
②151200.146.04
③305350249.21
④305550210.76
（5）通过实验①和②对比可知，化学反应速率还与过氧化氢溶液的浓度有关；从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：温度越高，化学反应速率越快．
12．化学反应的基本类型有四种（化合、分解、置换和复分解反应），其中，化学反应前后有元素化合价发生改变的反应属于氧化还原反应，他们的关系如图所示．下列反应中只属于阴影“3”处的化学反应是（　　）
A．CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2B．2KMnO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑
C．NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑D．Fe+CuSO4 ═FeSO4+Cu
9．水是生命之源，我们应该了解有关水的知识．
（1）X是一种新型的自来水消毒剂，工业上制取X的化学方程式为：Cl2+2NaClO2=2NaCl+2X，则X的化学式为ClO2．
（2）生活中可以通过煮沸的方法降低水的硬度，通过电解水的实验可以证明水是由氢元素和氧元素组成的．
（3）三种白色固体，可能是NaOH、NaCl和NH4NO3中的一种，分别将固体溶于水，湿度明显降低的是NH4NO3．
16．化学就在我们身边，它能改善我们的生活．请根据所学知识回答：
（1）我们常用洗涤剂清洗餐具上的油污，是因为洗涤剂具有乳化的功能．
（2）教育部要求禁止在中小学幼儿园内吸烟．香烟烟气中含有对人体有害的物质，其中能与血红蛋白结合的物质是CO（填化学式）．
（3）喝汽水后常打嗝，其原理是气体的溶解度随温度的升高而减小．
（4）防止自行车链条生锈额合理措施是涂油．
（5）用醋酸除去热水瓶内的水垢（主要成分：碳酸钙和氢氧化镁）的反应原理是CaCO3+2CH3COOH=（CH3COO）2Ca+CO2↑+H2O和2CH3COOH+Mg（OH）2=（CH3COO）2Mg+2H2O．
6．下列物质的名称与化学式相一致的是（　　）
A．氯气（Cl）B．硫化铁（FeS）C．氯酸钾（KClO3）D．硫酸铜晶体（CuSO4）
13．某科学兴趣小组的同学，将实验室中某钢样品（假设钢样品中只含铁和碳），分成完全相同的质量为2.84g、4.26g、6.23g的三份，分别加入100g稀硫酸中进行实验（实验I、Ⅱ、Ⅲ），充分反应后，得到的实验数据如下表所示．下列分析中错误的是（　　）
实验I实验Ⅱ实验Ⅲ
样品质量（g）2.844.266.23
加入稀硫酸质量（g）100100100
产生氢气质量（g）0.100.150.20
A．实验I中，铁已完全参加反应
B．实验Ⅱ，铁参加反应的质量为4.2g
C．实验Ⅲ中，稀硫酸已完全参加反应实验
D．反应中所用稀硫酸的溶质质量分数为4.9%
10．通过化学学科的学习，你已经初步掌握了实验室制取气体的有关规律，请结合如图回答问题：

（1）写出图中标号仪器的名称：①酒精灯，②长颈漏斗．
（2）用加热高锰酸钾的方法制取氧气，应选用的发生装置是A（填字母编号）；收集较纯净的氧气最好用排水法．写出该反应的文字表达式：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
（3）某同学若用F装置收集氧气，观察到导管口有气泡时，开始收集氧气，过一段时间后用带火星的木条伸入瓶口、瓶中和瓶底，都未见木条复燃．其原因可能是没等气泡连续或均匀冒出时就收集，没收集到氧气．
（4）试管口应略向下倾斜原因是：为防止冷凝水倒流回热的试管引起试管的炸裂；若用F装置收集氧气，实验结束时，应先将导气管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，这样做的目的是防止水倒吸进入热的试管中，造成试管破裂．
（5）氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，应选用发生装置A（填字母编号），收集氨气最好用E装置（填字母编号）．
11．写出下列反应的符号表达式，
（1）磷在空气中燃烧4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
（2）铜在空气中加热2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO．

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