Question

16．將混有銅粉的鎂粉3.0g投入100mL稀硫酸中，至不再產生氣泡為止，共收集到標準狀況氣體2.24L．過濾后向所得溶液中滴入0.5mol•L^-1的氫氧化鈉溶液，開始滴入時無沉淀生成，滴加一定量的氫氧化鈉溶液后開始出現白色沉淀，當滴加氫氧化鈉溶液體積至100mL時，恰好使沉淀完全．試求（溶液體積變化忽略不計）：
（1）原混合物中鎂的質量分數80%；
（2）最終所得溶液中溶質的物質的量濃度0.125mol/L．

Answer 1

分析 （1）生成的氣體為鎂與稀硫酸反應生成的，根據反應方程式及氫氣的體積計算出鎂的質量，再計算出混合物中鎂的質量分數；
（2）恰好沉淀完全時，溶質為硫酸鈉，根據鈉離子守恒計算出硫酸鈉的物質的量，再根據c=$\frac{n}{V}$計算出硫酸鈉的物質的量濃度．

解答 解：（1）設原混合物中鎂的質量為x，
則Mg+H₂S0₄=MgSO₄+H₂↑
 24g   　　　　　22.4L
x               2.24L
則：x=$\frac{24g×2.24L}{22.4L}$=2.4g，
所以原混合物中鎂的質量分數為：$\frac{2.4g}{3g}$×100%=80%，
故答案為：80%；
（2）加入的氫氧化鈉溶液首先中和未反應的H₂S0₄，發生反應為：H₂S0₄+2NaOH=Na₂S0₄+2H₂O，然后再生成氫氧化鎂沉淀：MgSO₄+2NaOH=Na₂S0₄+Mg（OH）₂↓，即NaOH全部轉化為Na₂S0₄，設最終所得Na₂S0₄的物質的量為y，
   2NaOH～Na₂S0₄
    2    　    1
0.5mol/L×0.1L   y
則：y=0.025mol，
最終得到溶液體積為200mL，則硫酸鈉的物質的量濃度為：$\frac{0.025mol}{0.2L}$=0.125mol/L，
故答案為：0.125mol/L．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發生反應的實質為解答關鍵，注意掌握物質的量與摩爾質量、物質的量濃度等物理量之間的轉化關系，試題培養了學生的分析、理解能力及化學計算能力．