Question

用铁片、铜片、硝酸汞溶液和盐酸四种物质，验证Fe、Cu、Hg的金属活动性顺序，有如下三种实验方案（选项中Fe+HCl表示将铁片加入盐酸中，Fe+Hg（NO₃）₂表示铁片加入硝酸汞溶液中，其它有关文字说明省略）
A．Fe+HCl Cu+HCl Cu+Hg（NO₃）₂B．Cu+HCl Cu+Hg（NO₃）₂Fe+Hg（NO₃）₂Fe+HCl
C．Fe+HCl Cu+Hg（NO₃）₂Fe+Hg（NO₃）₂
（1）在88.4克水中加入某胆矾与氢氧化钠的混合物16.5克．发生反应：CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄，若恰好完全反应，生成沉淀4.9克．求：
①反应中CuSO₄和NaOH的质量比；
②此固体混合物中胆矾的质量；
③反应完成后溶液中溶质的质量分数．
（2）已知金属钠和水能发生下列反应：2Na+2H₂O═2NaOH+H₂↑，现将一定质量的金属钠放入75.6克水中，反应后生成8克氢氧化钠，计算：
①参加反应的水是多少克？
②反应后得到的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数是多少？

Answer 1

分析：用铁片、铜片、硝酸汞溶液和盐酸四种物质，确定Fe、Cu、Hg、H的活动顺序，最好的方案应是能把四种元素的活动性依次确定下来，并且操作较简便，现象要明显．解答时要根据金属活动性顺序，氢前边的金属会与酸反应，但氢后边的金属不会与酸反应，前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来，由此来判断物质之间是否反应．
（1）根据氢氧化钠和硫酸铜反应的化学方程式，通过生成沉淀的质量可以计算出要求的质量关系．
（2）根据钠和水反应的化学方程式，通过生成氢氧化钠的质量可以计算出参加反应的水的质量，计算氢氧化钠溶液的质量分数时，溶液的质量是水的质量与加入的钠的质量和减去生成氢气的质量．

解答：解：根据各物质之间的反应，A方案可证明Fe＞H，Cu＞Hg，H＞Cu，顺序能确定；B方案可证明Fe＞Hg，Fe＞H，H＞Cu，Cu＞Hg，即Fe＞H＞Cu＞Hg；C方案可证明Fe＞H，Fe＞Hg，Cu＞Hg，但Fe、Cu的活动性顺序不能确定．
（1）①根据化学方程式，可以求出各物质间的质量比，②根据各物质之间的质量比，根据沉淀的质量求出硫酸铜的质量，然后计算胆矾的质量，③由于其溶质应是反应后的生成物，而不是参与发应的事物，所以计算时应先算出反应后的溶质的质量，并确定溶液的总量，然后再根据溶质的质量分数公式计算．
答案为：
（1）设反应消耗的CuSO₄的质量为x，反应生成的Na₂SO₄的质量为y．参加反应的氢氧化钠的质量为z，则
CuSO₄+2NaOH=Cu（OH）₂↓+Na₂SO₄
160    80       98       142
x      z       4.9g       y

160

x

=

98

4.9g

=

142

y

=

80

z

解之得：x=8g，y=7.1g，z=4g
①反应中CuSO₄和NaOH的质量比为160：80=2：1；
②此固体混合物中胆矾的质量为：16.5g-4g=12.5g；
③反应完成后溶液是硫酸钠溶液，溶质的质量分数=

7.1g

88.4g+16.5g-4.9g

×100%=7.1%
答：反应中CuSO₄和NaOH的质量比为160：80=2：1，此固体混合物中胆矾的质量为12.5g；反应完成后溶液的溶质的质量分数等于7.1%．
（2）①根据钠和水反应的化学方程式，根据质量关系可计算水的质量；
②计算溶质的质量分数，已知溶质的质量，再算出溶液是质量，根据溶质质量分数的计算公式，即可求出答案；
答案为：
解：（1）设参加反应的水的质量为x，生成氢气的质量为y，参加反应的钠的质量为z，则
2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑
46   36    80   2
z     x    8g   y

46

z

=

36

x

=

80

8g

=

2

y

解之得：x=3.6g，y=0.2g，z=4.6g．
①参加反应的水是3.6克
②反应后得到的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数=

8g

4.6g+75.6g-0.2

×100%=10%
答：参加反应的水是3.6克，反应后得到的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数10%．

点评：本题主要考查学生根据化学方程式找出已知量和未知量的关系列比例式求解问题的能力及溶质质量分数的计算问题．根据化学方程式的计算，就是依据反应物和生成物间的质量比进行的；已知反应物的质量可以算出生成物的质量，反之，已知生成物的质量也可以算出所需反应物的质量．