Question

四、计算题（9分） 22、为测定镁和硫酸镁固体混合物中镁元素的质量分数，先称取混合物10g，放入一干净的烧

四、计算题（9分）
22、为测定镁和硫酸镁固体混合物中镁元素的质量分数，先称取混合物10g，放入一干净的烧杯中，然后取一定溶质质量分数的稀硫酸100g，平均分成四次加入其中，充分震荡，实验所得数据见下表：
第1次 第2次 第3次 第4次加入稀硫酸的质量/g 25 25 25 25
生成氢气的总质量/g 0.15 x 0.4 0.4
（1）上表中x的数值为 ．
（2）现用60g溶质质量分数为98%的浓硫酸，配制上述实验中所需溶质质量分数的硫酸溶液，需加入多少克水？
（3）固体混合物中，镁元素的质量分数为多少？

Answer 1

解：（1）从第一次可以看出，加入25克稀硫酸生成氢气的质量为0.15g，因此50g稀硫酸能生成0.3g氢气；故答案为：0.3
（2）设生成0.3g氢气需要硫酸的质量为x，需要镁的质量为y
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 98 2
y x 0.4g
982
=x
0.4g

24
2
=y
0.4g

x=19.6g
y=4.8g
所以稀硫酸的质量分数为：19.6
25
0.15
×0.4
×100%=29.4%
把60g溶质质量分数为98%的浓硫酸配制质量分数为29.4%稀硫酸溶液，需加水为m克水，
60×98%=（60+m）×29.4%
解得：m=140g
（3）混合物中硫酸镁的质量为：10-4.8=5.2g
则5.2g硫酸镁中镁元素的质量为：5.2×24
120
×100%=1.04g
所以10g镁和硫酸镁固体混合物中镁元素的质量分数为：4.8+1.04
10
×100%=58.4%

Answer 2

由于每次加硫酸的质量相等，所以x等于第一次加硫酸产生氢气的质量乘2：x=0.3g；
由表可知反应生成了0.4g氢气，由方程式：
Mg +H2SO4==MgSO4+ H2↑
24g/mol 98g/mol 2g/mol
m1 m2 0.4g
列比例式，解得m1=4.8g，m2=19.6g；
完成该试验至少需要19.6gH2SO4，则100g稀硫酸质量分数19.6%；
60g98%浓硫酸中含有58.8gH2SO4，要配置成19.6%稀硫酸需要加300g-60g=240g水；
MgSO4中镁元素的含量为24/(24+96)=20%，混合物中含有4.8gMg、5.2gMgSO4，则镁元素的质量分数为(4.8g+5.2g*20%)/10g=58.4%。
答：(1)x=0.3g; (2)m(H2O)=240g; (3)58.4%.