現(xiàn)有銅與金屬X組成的混合物粉末,金屬X是鎂、鐵、鋅中的一種.利用該混合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù):取該混合物粉末8.0g放入燒杯中,將140.0g 溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.0%的稀硫酸平均分四次加入該燒杯中,充分反應(yīng)后,測得燒杯內(nèi)剩余固體的質(zhì)量數(shù)據(jù)如下表:
加入稀硫酸的次數(shù) 第1次 第2次 第3次 第4次
燒杯內(nèi)剩余固體質(zhì)量/g 6.8 5.6 4.4 4.2
實(shí)驗(yàn)分析:通過計(jì)算,求:
(1)該混合物粉末中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
52.5%
52.5%

(2)該混合物是由銅粉和
鎂粉
鎂粉
組成的;
(3)第三次加入硫酸充分反應(yīng)后,所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?(寫出計(jì)算過程)
(4)若用溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度為1.84g/cm-3的濃硫酸來配制本實(shí)驗(yàn)中所用的稀硫酸,則需要取濃硫酸多少毫升?同時(shí)加入水多少毫升?(寫出計(jì)算過程)
分析:(1)因銅與酸不反應(yīng),反應(yīng)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?jǐn)?shù);
(2)利用前三次反應(yīng)所加稀硫酸完全反應(yīng)時(shí),硫酸與金屬的質(zhì)量關(guān)系,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式,計(jì)算出金屬的相對原子質(zhì)量,確定金屬;
(3)根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式,由反應(yīng)消耗硫酸的質(zhì)量計(jì)算放出氫氣的質(zhì)量,運(yùn)用質(zhì)量守恒定律,計(jì)算反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量.
(4)使用98%的濃硫酸配制19.6%的稀硫酸,采取加水稀釋的辦法完成.加水稀釋時(shí),稀釋前后濃、稀溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量不變.可根據(jù)這一特點(diǎn)建立方程解決問題.
解答:解:(1)因銅與酸不反應(yīng),反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量4.2g即為其質(zhì)量.
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(yīng)時(shí),消耗金屬的質(zhì)量=8.0g-6.8g=1.2g;
由于鎂、鐵、鋅三種金屬在反應(yīng)中均呈+2價(jià),設(shè)金屬的相對原子質(zhì)量為m,則
M+H2SO4═MSO4+H2
m   98
1.2g 35g×14%
m
1.2g
=
98
35g×14%

m=24,所以金屬為鎂;
故答案為:鎂粉;
(3)第三次加入硫酸后,一共加入了35g×3=105g硫酸
設(shè)加入105g稀硫酸充分反應(yīng)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
24
8.0g-4.4g  
=
2
x
=
120
y

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?jǐn)?shù)為:
18g
108.3g
×100%=16.6%
答:所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是16.6%
(4)1cm-3=1mL
設(shè)需要濃硫酸的質(zhì)量為x
140.0g×14.0%=x×98%
解之得 x=20g
濃硫酸的體積=
20g
1.84g/cm3
=10.87cm-3=10.87mL
需要水的質(zhì)量=140g-20g=120g
水的密度為1g/cm-3,故需水的體積為:
120g
1g/cm-3
=120cm-3=120mL;
答:需要取濃硫酸10.87mL,同時(shí)加入水120mL.
點(diǎn)評:由剩余固體質(zhì)量與加入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系,可知前三次所加的稀硫酸均已完成反應(yīng).
使用溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí),不能用溶液的體積和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相乘,一定要使用m=ρv的公式進(jìn)行體積與質(zhì)量的換算.水的密度為1g/mL,所以水的質(zhì)量數(shù)(g)就可以看成其體積數(shù)(mL).
練習(xí)冊系列答案
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科目:初中化學(xué) 來源:2010-2011學(xué)年九年級(上)期末化學(xué)試卷(11)(解析版) 題型:解答題

現(xiàn)有銅與金屬X組成的混合物粉末,金屬X是鎂、鐵、鋅中的一種.利用該混合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù):取該混合物粉末8.0g放入燒杯中,將140.0g 溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.0%的稀硫酸平均分四次加入該燒杯中,充分反應(yīng)后,測得燒杯內(nèi)剩余固體的質(zhì)量數(shù)據(jù)如下表:
加入稀硫酸的次數(shù)第1次第2次第3次第4次
燒杯內(nèi)剩余固體質(zhì)量/g6.85.64.44.2
實(shí)驗(yàn)分析:通過計(jì)算,求:
(1)該混合物粉末中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______;
(2)該混合物是由銅粉和______組成的;
(3)第三次加入硫酸充分反應(yīng)后,所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?(寫出計(jì)算過程)
(4)若用溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%、密度為1.84g/cm-3的濃硫酸來配制本實(shí)驗(yàn)中所用的稀硫酸,則需要取濃硫酸多少毫升?同時(shí)加入水多少毫升?(寫出計(jì)算過程)

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