Question

若取质量均为mg的镁和铁，分别投入到50g溶质质量分数相同的硫酸中，充分反应后，均产生0.2g氢气．请分析推断和计算：
（1）充分反应后，一定有剩余的金属是

镁

，m的取值范围为

m≥5.6

；
（2）硫酸中H₂SO₄的质量分数．（相对原子质量：H-1、O-16、S-32、Mg-24、Fe-56）

Answer 1

分析：等质量铁和镁与足量的稀硫酸反应，镁放出氢气的质量大于铁，而题设中产生氢气量均为0.2g，可推断出稀硫酸量不足而被完全反应，而金属镁一定有剩余；假设铁与硫酸恰好完全反应，根据生成氢气的质量可计算出金属质量m的最小值及参加反应的硫酸的质量，然后计算该稀硫酸中溶质的质量分数．

解答：解：根据反应的化学方程式：
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑    Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
56             2       24              2
5.6g           0.2g    2.4g           0.2g
故可得知，等质量铁和镁与足量的稀硫酸反应，镁放出氢气的质量大于铁；
根据题中信息可以知道等质量的铁和镁，产生等质量的氢气，故可判断金属镁一定有剩余、铁可能有剩余或恰好完全反应；
产生0.2g氢气可计算至少需要5.6g铁，即m的值等于5.6g时铁无剩余，大于5.6g时有剩余；即m的值大于等于5.6g，
（2）根据（1）中的解答可以知道，稀硫酸的量不足，
设生成0.2g氢气需要硫酸的质量为x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
    98           2
    x          0.2g

98

x

=

2

0.2g

解得：x=9.8g
所以稀硫酸中溶质的质量分数=

9.8g

50g

×100%=19.6%；
答：硫酸中H₂SO₄的质量分数为19.6%．
故答案为：（1）镁；m≥5.6；
（2）19.6%．

点评：本题考查了金属与酸反应生成的氢气质量的有关计算，完成此题，可以依据已有的知识结合根据化学方程式的计算进行．