Question

某二价金属M的氧化物10g与90g稀硫酸恰好完全反应后，形成无色透明溶液，测得反应后溶液中溶质的质量分数为30%．请计算（保留一位小数）：
（1）该金属M的相对原子质量和上述稀硫酸中溶质的质量分数．
（2）反应后的溶液中，氢元素与氧元素的质量比．

Answer 1

解：（1）反应后的溶液中溶质质量=（10g+90g）×30%=30g
设金属M的相对原子质量为m，稀硫酸中H₂SO₄的质量为x
MO+H₂SO₄═MSO₄+H₂O
m+16 98 m+96
10g x 30g

解得m=24，可知M为镁元素

解得x=24.5g
稀硫酸中溶质的质量分数=×100%=27.2%
（2）已知反应后的溶液中MgSO₄的质量分数为30%，则H₂O为70%；即溶液中水的质量与硫酸镁的质量比=70：30=7：3
则溶液中氢元素、氧元素质量比=（7×）：（7×+3×）=70：704≈1：10
答：（1）该金属M的相对原子质量为24，上述稀硫酸中溶质的质量分数为27.2%；
（2）反应后的溶液中，氢元素与氧元素的质量比约为1：10．
分析：根据金属M的化合价，二价金属M的氧化物的化学式可以表示为MO，金属氧化物与硫酸反应生成金属M的硫酸盐和水，该反应的化学方程式MO+H₂SO₄═MSO₄+H₂O；根据质量守恒定律，反应后所得溶液质量=10g+90g=100g；
根据反应的化学方程式，利用金属氧化物及所生成硫酸盐的质量可计算出金属M的相对原子质量及反应消耗硫酸的质量；
恰好完全反应后所得的溶液为硫酸盐的溶液，其中氢元素全部含在溶剂水中，而氧元素则分别含在水和溶质硫酸盐中，利用水和硫酸盐的质量关系，可计算溶液中氢、氧元素质量比．
点评：本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力；其中反应后溶液中氢、氧元素质量比的计算有创新．