Question

17．現(xiàn)有銅、鎂兩種金屬組成的混合物，欲測定其組成，現(xiàn)取該混合物粉末8g放入燒杯中，將140g稀硫酸平均分四次加入該燒杯中，充分反應后，測得剩余固體質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄如圖，通過計算，求：
（1）該混合物粉末中銅的質(zhì)量分數(shù)是52.5%．
（2）計算所用硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）
（3）第三次加入稀硫酸充分反應后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是多少？（寫出計算過程）
（4）若用溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸來配制本實驗中所用的稀硫酸，除了要用到①③外，還需要下列儀器中的④⑦（填儀器的名稱）．

Answer 1

分析 （1）因銅與酸不反應，反應后剩余固體質(zhì)量4.2g即為其質(zhì)量，故可求出混合物粉末中銅的質(zhì)量分數(shù)；
（2）利用前三次反應所加稀硫酸完全反應時，硫酸與金屬的質(zhì)量關系，根據(jù)反應的化學方程式，計算出硫酸質(zhì)量，確定硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)；
（3）根據(jù)反應的化學方程式，由反應消耗硫酸的質(zhì)量計算放出氫氣的質(zhì)量，運用質(zhì)量守恒定律，計算反應后所得溶液的質(zhì)量．
（4）根據(jù)稀釋濃硫酸的步驟進行分析．

解答 解：（1）因銅與酸不反應，反應后剩余固體質(zhì)量4.2g即為其質(zhì)量．$\frac{4.2g}{8.0g}$×100%=52.5%
故答案為：52.5%
（2）由第一次所加稀硫酸140g÷4=35g完全反應時，消耗鎂的質(zhì)量=8.0g-6.8g=1.2g；
設參加反應的硫酸質(zhì)量為x，則
Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
24   98
1.2g x
$\frac{24}{1.2g}$=$\frac{98}{x}$
x=4.9g，
所用硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)$\frac{4.9g}{35g}$×100%=14%
故答案為：14%；
（3）第三次加入硫酸后，一共加入了35g×3=105g硫酸
設加入105g稀硫酸充分反應生成氫氣的質(zhì)量為x．生成硫酸鎂的質(zhì)量為y
Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
24         120   2
8.0g-4.4g  y     x
$\frac{24}{8.0g-4.4g}$=$\frac{120}{y}$=$\frac{2}{x}$
x=0.3g，y=18g
所得溶液的質(zhì)量=（8.0g-4.4g）+105g-0.3g=108.3g
故溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{18g}{108.3g}$×100%=16.6%
答：所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是16.6%
（4）實驗室需要用98%的濃硫酸稀釋為20%的稀硫酸，所要用到的儀器有：量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒；故選④⑦．

點評 本題難度較大，主要考查學生根據(jù)圖表數(shù)據(jù)、化學方程式與溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)綜合應用解答問題的能力，利用每次加入稀硫酸前后固體質(zhì)量差即反應消耗金屬的質(zhì)量關系判斷加入稀硫酸的反應情況是正確解答本題的關鍵．