题目内容

18.为测定镁和硫酸镁固体混合物中镁元素的质量分数,先称取混合物10g,放入一干净的烧杯中,然后取一定溶质质量分数的稀硫酸100g,平均分成四次加入其中,充分震荡,实验所得数据见表:
第1次第2次第3次第4次
加入稀硫酸的质量/g25252525
生成氢气的总质量/g0.15x0.40.4
(1)表中x的数值为0.3g
(2)上述稀硫酸的质量分数是29.4%
(3)现用60g溶质质量分数为98%的浓硫酸,配制上述实验中所需溶质质量分数的硫酸溶液,需加入多少克水?(列式计算)
(4)固体混合物中,镁元素的质量分数为多少?

分析 (1)根据表中数据分析可知x值为0.3g;
(2)根据表中的数据可知,第一次硫酸完全反应,依据生成的氢气质量进行计算;
(3)根据氢气的质量,利用化学方程式 Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑求出反应的镁和硫酸,然后根据溶质的质量分数公式即可求出稀硫酸的溶质的质量分数,最后通过溶液的稀释溶质不变列比例式可求出加入水的质量;
(4)求出混合物中硫酸镁的质量和硫酸镁中镁元素的质量,加上镁的质量可知混合物镁元素的总质量,比上混合物的质量即是镁元素的质量分数.

解答 解:(1)第1次和第2次反应生成的氢气质量相等,都是0.15g,所以第1、2次加入稀硫酸完全反应后,一共产生0.3g氢气,X的数值为0.3;
(2)设参加反应的硫酸的质量为m
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑
    98          2
     m        0.15g
   $\frac{98}{m}$=$\frac{2}{0.15g}$
    m=7.35g
所以硫酸的质量分数为:$\frac{7.35g}{25g}$×100%=29.4%;
(3)设生成0.4g氢气需要硫酸的质量为y,需要镁的质量为x
由于每25g硫酸对应0.15g氢气,所以当生成0.4g氢气时消耗酸溶液的质量为$\frac{0.4g}{0.15g}$×25g≈66.7g
  Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
  24    98      2
  x     y      0.4g
$\frac{24}{x}$=$\frac{98}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$
x=4.8g  
y=19.6g
所以稀硫酸的质量分数为:$\frac{19.6g}{66.7g}$×100%≈29.4%
把60g溶质质量分数为98%的浓硫酸配制质量分数为29.4%稀硫酸溶液,需加水为m克水,
60×98%=(60+m)×29.4%
m=140g
(4)混合物中硫酸镁的质量为:10g-4.8g=5.2g
则5.2g硫酸镁中镁元素的质量为:5.2g×$\frac{24}{120}$=1.04g
所以10g镁和硫酸镁固体混合物中镁元素的质量分数为:$\frac{4.8g+1.04g}{10g}$×100%=58.4%.
故答案为:(1)0.3g;
(2)29.4%;
(3)140g;
(4)固体混合物中镁元素的质量分数是58.4%.

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.

练习册系列答案
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