Question

3．用3.2g含有一定雜質(zhì)的鎂條與足量的稀硫酸反應(yīng)制取氫氣（雜質(zhì)不與硫酸反應(yīng)），收集到氫氣2.24L（已折算到標準狀況下），再往反應(yīng)后的溶液中滴加NaOH溶液，使鎂元素轉(zhuǎn)化成Mg（OH）₂沉淀，發(fā)現(xiàn)生成的沉淀質(zhì)量與加入NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量有如圖所示關(guān)系，試求：
（1）含雜質(zhì)的鎂條中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)．
（2）生成的Mg（OH）₂沉淀的質(zhì)量．
（3）原硫酸溶液中硫酸的物質(zhì)的量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氣的體積求出物質(zhì)的量，由方程式計算Mg的物質(zhì)的量和質(zhì)量，再求出質(zhì)量分數(shù)；
（2）由圖象可知，生成沉淀消耗的氫氧化鈉為0.2mol，根據(jù)離子方程式計算生成沉淀的物質(zhì)的量和質(zhì)量；
（3）當(dāng)消耗0.4molNaOH時，鎂離子全部轉(zhuǎn)化為沉淀，溶液中的溶質(zhì)為Na₂SO₄，根據(jù)原子守恒計算．

解答 解：（1）已知氫氣為2.24L，則n（H₂）=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
設(shè)參加反應(yīng)的Mg的質(zhì)量為x
Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
24g             1mol
x              0.1mol
x=$\frac{24g×0.1mol}{1mol}$=2.4g；
含雜質(zhì)的鎂條中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{2.4g}{3.2g}$×100%=75%；
答：含雜質(zhì)的鎂條中鎂元素的質(zhì)量分數(shù)為75%；
（2）由圖象可知，生成沉淀消耗的氫氧化鈉為0.2mol，
氫氧化鈉與硫酸鎂的離子方程式為：Mg²⁺+2OH^-=Mg（OH）₂↓，
則n[Mg（OH）₂]=$\frac{1}{2}$n（OH^-）=0.1mol，所以生成的Mg（OH）₂沉淀的質(zhì)量為0.1mol×58g/mol=5.8g；
答：生成的Mg（OH）₂沉淀的質(zhì)量為5.8g；
（3）當(dāng)消耗0.4molNaOH時，鎂離子全部轉(zhuǎn)化為沉淀，溶液中的溶質(zhì)為Na₂SO₄，則n（H₂SO₄）=n（Na₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=0.2mol，
答：原硫酸溶液中硫酸的物質(zhì)的量為0.2mol．

點評 本題考查了有關(guān)方程式的計算，題目難度不大，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計算能力，注意原子守恒在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用．