Question

现有一瓶未开启的浓硫酸，试剂瓶标签上的部分内容如图所示．请根据有关信息回答并计算：

硫酸（500mL） 品  名  硫酸 化学式  H2SO4  相对分子质量98 密  度  1.84g/cm3  质量分数98%

（1）硫酸由______元素、______元素、______元素组成，它含氧元素，它______（是、不是）氧化物；磷酸相对分子质量为______；你认为硫酸与磷酸含氧元素质量相等的条件是______；
（2）该试剂瓶中硫酸溶液的质量是______g．
（3）工会主席王赐用20g该浓硫酸配制20%的稀硫酸，以清洗钢铁表面的铁锈．他在配制该溶液时所用98%的浓硫酸与水的质量比应该为______．
（4）某固体物质由氯化钠和氯化钡组成，取32.8g该固体混合物完全溶于水，并逐滴加入上述20%的稀硫酸，产生沉淀的质量与加入稀硫酸的质量有如图所示关系，计算32.8g固体混合物中氯化钠和氯化钡的质量．
（5）若加入的稀硫酸刚好使沉淀达最大量时，将所得混合物过滤、洗涤，得滤液并将其稀释至200g（过程中损耗忽略不计），计算该滤液中溶质的质量分数为______．（若溶液中含有多种溶质，则每种溶质的质量分数为该溶质的质量与溶液总质量之比）[注：（3）、（4）两问需写出计算过程]．
（6）喜欢探究又善于思考的周泽坤出这样题目考大家：把30g含Fe、Al、Mg、Zn的金属粉末投入适量的稀硫酸中全部溶解完，再将溶液蒸干得无水干燥固体126g，则同时产生的氢气质量为______g；探究中泽坤发现：用相同浓度的硫酸，与一瓶未变质、部分变质、全变质（杂质都是氢氧化钙）的生石灰样品反应，需要的硫酸质量都相等，其原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据硫酸的化学式判断元素组成，根据氧化物的定义判断硫酸是否属于氧化物，根据相对分子质量的计算方法计算相对分子质量，从而得出硫酸与磷酸含氧元素质量相等的条件．
（2）硫酸的质量等于硫酸的体积与密度乘积．
（3）根据加水质量前后溶液中溶质硫酸的质量不变，计算出加水稀释时所用98%的浓硫酸与水的质量比；
（4）氯化钠和氯化钡的混合溶液中只有氯化钡可与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和氢化氢，由反应的曲线图可得知，加入稀硫酸49g时反应恰好完成；利用所加硫酸的质量，根据反应的化学方程式计算出参加反应的氯化钡的质量，氯化钠的质量=32.8g固体混合物-氯化钡的质量；
（5）反应后滤液中的溶质是氯化钠和氯化氢，由（4）可知，氯化钠的质量和氯化氢的质量，然后根据溶质的质量分数=×100%，计算出两种溶质的质量分数．
（6）根据蒸发后的固体混合物的质量减去反应前的固体是四种金属混合物的质量就是硫酸中硫酸根的质量，由氢元素和硫酸根的质量比可以进行分析解答本题．
根据质量守恒定律，氧化钙转化成碳酸钙的过程中，钙元素的质量没变，从钙元素质量守恒的角度可以解释此题．
解答：解：（1）由硫酸的化学式H₂SO₄可知，硫酸由氢元素、硫元素、氧元素组成；氧化物是由两种元素组成的，而硫酸中有三种元素，故不属于氧化物；磷酸的化学式
为：H₃PO₄，其相对分子质量为1×3+31+16×4=98；因为硫酸和磷酸的相对分子质量相等，每个分子中所含的氧原子个数也相等，故硫酸与磷酸含氧元素质量相等的条件是硫酸和磷酸的质量相等；
（2）1cm³=1ml，溶液的质量等于溶液的体积与密度的乘积．浓硫酸的质量=500mL×1.84g/mL=920g；
（3）设稀释成20%的稀硫酸时所用98%的浓硫酸与水的质量比a：b，ag×98%=（a g+b g）×20%  解得a：b=10：39
（4）加入的稀硫酸刚好使沉淀最大量时，参加的反应的硫酸的质量：49g×20%=9.8g
设32.8g固体中含有BaCl₂的质量为x，生成氯化氢的质量为y
BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl
208   98            73
x    9.8g           y

x=20.8g，y=7.3g
32.8g固体混合物中氯化钠质量为：32.8g-20.8g=12g
答：32.8g固体混合物中氯化钡为20.8g，氯化钠的质量为12g．
（5）反应后滤液中的溶质是氯化钠和氯化氢，由（4）可知，氯化钠的质量为12g，氯化氢的质量为7.3g，故氯化钠的质量分数为：×100%=6%，氯化氢的质量分数为：×100%=3.65%．
（6）蒸发后的固体为混合物，反应前的固体是四种金属，所以126g-30g=96g为硫酸根的质量，在硫酸中，氢元素与硫酸根的质量比为1×2：96，设产生的氢气的总质量为x，则1×2：96=x：96g，x=2g．
根据质量守恒定律，氧化钙转化成碳酸钙的过程中，钙元素的质量没变，故答案为：氧化钙和碳酸钙都是每40g钙元素生成136g硫酸钙，消耗98g硫酸．
故答案为：（1）氢；硫；氧；不是；98；硫酸和磷酸的质量相等；（2）920；（3）10：39；（4）氯化钠的质量是12g，氯化钡的质量是20.8g；（5）氯化钠的质量分数为6%，氯化氢的质量分数为3.65%；（6）2；氧化钙和碳酸钙都是每40g钙元素生成136g硫酸钙，消耗98g硫酸；
点评：本题主要考查了化合物中元素的组成，相对分子质量的计算，溶液的稀释，溶质质量分数的计算，根据化学方程式的计算等，注重学生综合能力的培养，是中考的考点之一．