Question

某學生在課外活動中用一定量的二價金屬R和稀硫酸反應來制取氫氣，所做5次實驗結果記錄如下表（假設每次實驗所產生的氫氣全部被收集，體積在同溫同壓時測定）．

實驗編號	R的質量/g	稀硫酸的體積/mL	生成H2的體積/L
①	1.5	50.0	1.47
②	2.0	50.0	1.96
③	2.2	50.0	2.16
④	2.5	50.0	2.16
⑤	3.0	50.0	2.16

根據上述實驗結果進行分析、計算，并回答下列問題：
（1）上述實驗中，金屬一定過量的組的編號是

 

，稀硫酸一定過量的組的編號是

 

．
（2）若在當時實驗條件下，氫氣的密度為0.085g/L，則反應所用金屬R的相對原子質量為

 

．
（3）若所使用的稀硫酸的密度為1.12g/cm³，則反應所用的硫酸溶液中溶質的質量分數為

 

．

Answer 1

分析：注重邏輯思維的訓練，因為第4、5組再加金屬，氫氣體積也沒有再增加了，而第三組可能是金屬恰好適量，所以第4、5組金屬一定過量．計算二價金屬的原子量，根據相對原子質量之比等于質量之比，找出關系式，列式解之即可．

解答：解：（1）金屬過量應該是第四組和第五組，因為第4、5組再加金屬，氫氣體積也沒有再增加了，而第三組可能是金屬恰好適量．
酸過量應該是第一組和第二組，因為第三組往溶液中加金屬，氫氣質量有增加．
（2）先算加入二價金屬2g時產生的氫氣的質量：1.96x0.085=0.1666g，設二價金屬的相對原子質量為x，由題意：根據關系式：
R～H₂↑
x   2
2g  0.166g        
列式：

x

2

=

2g

0.166g

  解得：x=24
（3）50L硫酸溶液的質量為：1.12x50=56g，由表可知，有2.2克鎂參加反應，設參加反應的硫酸為y，根據題意：
Mg～H₂SO₄
24     98
2.2g   y     

24

2.2g

=

98

y

解得：y=8.98g
所以硫酸溶液中溶質的質量分數為：8.98/56=0.16
故答：（1）④⑤、①②；（2）24；（3）16%

點評：探究二價金屬R和稀硫酸反應來制取氫氣的過量問題及有關計算，注意邏輯思維．