Question

15．菱鎂礦的主要成分是MgCO₃，為了分析某菱鎂礦中鎂元素的含量，某學習小組進行了實驗研究．取10g菱鎂礦，逐漸加入未知濃度的H₂SO₄溶液，生成的氣體全部用NaOH溶液吸收，加入硫酸溶液的質量與NaOH溶液增加的質量變化關系記錄如下圖（菱鎂礦中的雜質不溶于水，不與酸發生反應），求
（1）10g菱鎂礦與H₂SO₄溶液完全反應，生成CO₂的質量為4.4g．
（2）計算該菱鎂礦中鎂元素的質量分數．
（3）計算該實驗研究中所用H₂SO₄溶液的溶質的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，所以氫氧化鈉溶液增加的質量就是二氧化碳的質量；
（2）根據碳酸鎂和硫酸反應生成硫酸鎂、二氧化碳和水，依據二氧化碳的質量求出碳酸鎂的質量，進而求出鎂元素的質量分數；
（3）根據二氧化碳的質量求出參加反應的硫酸的質量，再求出硫酸的質量分數．

解答 解：（1）氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，所以氫氧化鈉溶液增加的質量就是二氧化碳的質量，通過圖象可以看出生成二氧化碳的質量是4.4g；
（2）設菱鎂礦中MgCO₃的質量為x，
MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+H₂O+CO₂↑
84     98    120      44
x                    4.4g
$\frac{84}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=8.4g
所以菱鎂礦中鎂元素的質量分數為：$\frac{8.4g×\frac{24}{84}×100%}{10g}$×100%=24%；
（3）設參加反應的硫酸是y時，生成的二氧化碳質量為2.2g
MgCO₃+H₂SO₄=MgSO₄+H₂O+CO₂↑
       98             44
       y              2.2g
    $\frac{98}{y}$=$\frac{44}{2.2g}$
    y=4.9g
所以硫酸的質量分數為：$\frac{4.9g}{50g}$×100%=9.8%．
故答案為：（1）4.4g；
（2）菱鎂礦中鎂元素的質量分數為24%；
（3）硫酸的質量分數為9.8%．

點評 本題是一道綜合性很強的根據化學方程式計算，只要找準已知量和相應未知量是解答此類題目的關鍵所在．