1. (2024·枣庄)某兴趣小组开展模拟工业上从海带中制碘$(I_2)$的实验,主要反应为$H_2O_2+2NaI+H_2SO_4= Na_2SO_4+I_2+2H_2O。$实验室中现有溶质质量分数为20%的过氧化氢溶液50g,需稀释成5%的溶液。
(1)稀释需要加水的质量为______g。
(2)实验中共消耗稀释后的过氧化氢溶液34g,最终可制得碘单质的质量为多少克？
150
解:设最终可制得碘单质的质量为 $ x $。
${H_{2}O_{2} + 2NaI + H_{2}SO_{4} = Na_{2}SO_{4} + I_{2} + 2H_{2}O}$
$\begin{array}{ccc}34 & & 254 \\34\ \text{g} × 5\% & & x\end{array}$
$\frac{34}{254} = \frac{34\ \text{g} × 5\%}{x} \quad x = 12.7\ \text{g}$
答:最终可制得碘单质的质量为 $ 12.7\ \text{g} $。
答案：(1) 150 (2) 解:设最终可制得碘单质的质量为 $ x $。
${H_{2}O_{2} + 2NaI + H_{2}SO_{4} = Na_{2}SO_{4} + I_{2} + 2H_{2}O}$
$\begin{array}{ccc}34 & & 254 \\34\ \text{g} × 5\% & & x\end{array}$
$\frac{34}{254} = \frac{34\ \text{g} × 5\%}{x} \quad x = 12.7\ \text{g}$
答:最终可制得碘单质的质量为 $ 12.7\ \text{g} $。
解析:(1) 设需要加水的质量为 $ y $,根据溶液稀释前后溶质的质量不变,则 $ 50\ \text{g} × 20\% = (50\ \text{g} + y) × 5\% $, $ y = 150\ \text{g} $。
2. 向盛有一定质量铁粉的烧杯中逐滴加入稀硫酸充分反应,如图所示为产生的气体的质量与所加稀硫酸的质量的关系。请根据关系图分析并计算：(已知$Fe+H_2SO_4= FeSO_4+H_2↑)$
(1)铁粉反应完时,产生氢气的质量为
0.08
g。
(2)原稀硫酸中溶质的质量分数。(写出计算过程)
解:设 $ 10\ \text{g} $ 稀硫酸中硫酸的质量为 $ x $。
${Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2} \uparrow}$
$\begin{array}{ccc}98 & & 2 \\x & & 0.04\ \text{g}\end{array}$
$\frac{98}{2} = \frac{x}{0.04\ \text{g}} \quad x = 1.96\ \text{g}$
原稀硫酸中溶质的质量分数为 $ \frac{1.96\ \text{g}}{10\ \text{g}} × 100\% = 19.6\% $。
答:原稀硫酸中溶质的质量分数为 $ 19.6\% $。
答案：(1) $ 0.08 $ (2) 解:设 $ 10\ \text{g} $ 稀硫酸中硫酸的质量为 $ x $。
${Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2} \uparrow}$
$\begin{array}{ccc}98 & & 2 \\x & & 0.04\ \text{g}\end{array}$
$\frac{98}{2} = \frac{x}{0.04\ \text{g}} \quad x = 1.96\ \text{g}$
原稀硫酸中溶质的质量分数为 $ \frac{1.96\ \text{g}}{10\ \text{g}} × 100\% = 19.6\% $。
答:原稀硫酸中溶质的质量分数为 $ 19.6\% $。
