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(2).设 pH=7 时,溶液中溶质 BaCl2 的质量为 y 2HCl + Ba(OH)2= BaCl2+2H2O 171 208 (60g -20g) × 17.1% y
171 : 208 = (60g-20g) × 17.1% : y
y=8.32g
答案:原混合液中硫酸的质量分数为 9.8%;当 pH=7 时溶液中的溶质 BaCl2为 8.32g 。
15、某固体物质由MgSO4和NaOH组成,取24.0g该固体混合物溶于水后,向所得的混合物中逐滴加入质量分数为15%的硫酸溶液(密度为1.1g?mL),加入的稀H2SO4的体积x(单位:mL)与所得沉淀质量y(单位;g)有如图所示的关系,求该固体混合物中NaOH、MgSO4的质量各为多少克? 解析:①由图示数据可知,与氢氧化镁沉淀反应的硫酸溶液的体积为:89mL-29.7mL=59.3mL 则H2SO4质量为:59.3mL×1.1g/mL×15%≈9.8g, 设参与反应的沉淀氢氧化镁的质量为x, Mg(OH)2+H2SO4═MgSO4+2H2O 58 98 x 9.8g ∴58:98=x:9.8g,
解之得:x=9.8g×58/98=5.8g; ②设参与反应的MgSO4的质量为y, MgSO4+2NaOH=Na2SO4+Mg(OH)2↓,
120 58 y 5.8g ∴120:58=y:5.8g 80:58=z:5.8g
解之得:y=5.8g×120/58=12g; 所以氢氧化钠的质量为24g-12g=12g
答案:该固体中MgSO4的质量为12g;NaOH的质量为12g。
16、已知钠与水反应的化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。质量均为m g的钠、镁、锌三种金属分别与25g质量分数为19.6%的稀硫酸反应。
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(1)由于金属的量不确定,产生的氢气的质量大小有多种可能(不考虑镁与水的反应),如镁、锌产生氢气的质量相同且都小于钠产生的氢气质量的情况表示为Na>Mg=Zn.请按以上表示,写出所有可能情况;
(2)试确定,当产生的氢气的质量大小为Na>Mg=Zn时,m的取值范围;
(3)m=4.6时,Zn与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系如下图。请在图中再画出钠和镁二种金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量(m)的关系图线。(在图线上用元素符号注明)
解析:(1)共有4种可能:
①酸过量(酸与镁恰好完全反应)时,产生的氢气质量的情况为:Mg>Na>Zn;
②钠、镁、锌均过量(或锌恰好完全反应)时,过量的钠可以水反应而产生的氢气质量最多,镁、锌产生的氢气质量因受酸的限制而相等:Na>Mg=Zn;
③钠、镁均过量而锌不足时,产生的氢气质量的情况为:Na>Mg>Zn; ④镁过量、钠恰好与酸完全反应,而锌不足时:Na=Mg>Zn。
(2)由上面的分析可知:当产生的氢气的质量大小为Na>Mg=Zn时,钠、镁、锌均应过量(或锌恰好完全反应),因此m的大小只取决于锌的质量。
设:25 g质量分数为19.6%的稀硫酸与锌恰好完全反应消耗锌的质量为χ; Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 65 98 χ 25 g×19.6%
65:98=χ:(25 g×19.6% ) 解得:χ=3.25g 故:m≥3.25
(3)m=4.6时,m>3.25.因此钠、镁、锌均过量,钠在酸消耗完后还可以与水反应,产生氢气的量由钠决定:2Na+H2SO4 =Na2SO4 +H2↑ 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑, 设:钠产生的氢气质量为y 2Na ~ H2 46 2 4.6g y 46:2=4.6g:y 解得:y=0.2g
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镁、锌产生的氢气质量因受酸的限制而相等,由上图可知:均为0.1g. 设:25 g质量分数为19.6%的稀硫酸与镁恰好完全反应消耗镁的质量为z Mg+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 24 98 Z 25 g×19.6%
24:98=z:(25 g×19.6% ) 解得:z=1.2 g
钠和镁两种金属分别与酸反应产生H2的质量与金属质量
(m)的关系图如右所示。
17.如图,在一根长100cm,粗细均匀的木棒左端挂有50g砝码,右端挂有内盛40g稀硫酸的小桶(小桶质量为10g),以A点为支点时,木棒平衡。向小桶内加入一定质量的碳酸钠固体,恰好完全反应后,木棒失衡。如果将支点移动1.5cm,木棒再次平衡。 (1)移动支点后,支点A距离a点的距离是 cm; (2)加入碳酸钠的质量是多少?
(3)原硫酸溶液中溶质的质量分数时多少?
解析:(1)将碳酸钠固体加入到右边的小桶里,反应后右端质量增大,要继续平衡,支点应当向右移动1.5 cm,所以支点A距离a点的距离是51.5cm; (2)根据杠杆的平衡条件,FaLa=FbLb可得:
50g×51.5cm=mb×48.5 cm 解得:mb=53.1g
即右桶增加的质量为53.1g-50g=3.1g
设碳酸钠的质量为x,硫酸溶质的质量为y,则: Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ 增重 106 98 44 62 x y 3.1 解得:x=5.3g , y=4.9g 所以加入碳酸钠的质量为5.3g。 (3)H2SO4%=4.9g/40g×100%=12.25% 即原硫酸溶液中溶质的质量分数为12.25%。
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18.某种天然碱样品的化学式可以用xNaHCO3?yNa2CO3?zH2O表示(式中x、y、z是最简整数比).取50克某一浓度的盐酸与3.32克样品充分反应,能生成1.32克CO2气体. (1)若改用1.66克样品与50克这种盐酸反应,能生成多少克CO2?
(2)另取3.32克样品在300℃下加热至完全分解(已知Na2CO3在300C时不会分解),能产生0.22克CO2和0.45克H2O,试确定该样品的化学式.
(3)写出这种天然碱与盐酸完全反应的化学方程式.若6.64克天然碱样品与50克该盐酸充分反应时放出的CO2最多,求该盐酸的溶质质量分数.
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19、有一放置在空气中的KOH固体,经测定,其中含 KOH 84.9%,KHCO3 5.1%,K2CO3 2.38%,H2O 7.62%。将此样品若干克投入 98克10%的盐酸中,待反应完全后,再需加入20克10%的KOH溶液方能恰好中和。求蒸发中和后的溶液可得固体多少克。
解析:将溶液看作一个整体,无论是KOH、、KHCO3 还是K2CO3,与盐酸反应最终都生成KCl。 由于KCl中的Cl-全部来自于盐酸,设KCl的质量为x,可得关系式:
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HCl ~ KCl 36.5 74.5 98克×10% x 解得:x=20克
答案:蒸发中和后的溶液可得固体20克。
20、Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g,溶于足量水并充分反应后,溶液中Ca、CO3、HCO3全部转化为沉淀,将反应容器内水分蒸干,最后得到白色固体29.0g.则原混合物中Na2CO3的质量是多少?
解:设原混合物中Na2CO3的质量为x CaO+H2O=Ca(OH)2…(1)
NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O …(2) Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH … (3) (1)+(2)得:CaO+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH …(4) (1)+(3)得:CaO+H2O+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH …(5) 反应(4)即CaO 与NaHCO3 反应,不会引起固体质量增加
反应(5)即CaO 与Na2CO3 反应,由于H2O 参加反应,会引起固体质量增加. 即:固体增加的质量等于参加反应的水的质量. 因此,根据反应(5),有: H2O ~ Na2CO3 18 106 29.0g-27.2g x 18/(29g-27.2g)=106/ x 解得:x=10.6g
答案:原混合物中Na2CO3的质量是10.6g.
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