Question

現(xiàn)有銅與另一種金屬R的混合物粉末，另一種金屬R可能是鎂、鐵、鋅中的一種．現(xiàn)測定其組成，取該混合物粉末16.0g放入燒杯中，將140.0g 14.0%的稀硫酸分四次加入該燒杯中，充分反應(yīng)后，測得剩余固體數(shù)據(jù)記錄：

次數(shù)	1	2	3	4
加入稀硫酸的質(zhì)量/g	35.0	35.0	35.0	35.0
剩余固體的質(zhì)量/g	12.75	9.5	6.25	5.6

通過計算（寫出計算過程，計算結(jié)果保留1位小數(shù)），求：
（1）該混合物粉末中另一金屬R為何種金屬？
（2）第三次加入稀硫酸充分反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)所記錄的實驗數(shù)據(jù)可知，第一次加入35.0g稀硫酸完全反應(yīng)消耗金屬的質(zhì)量為16.0g-12.75g=3.25g；根據(jù)可能含有的三種金屬在反應(yīng)中都呈+2價的特點，可假設(shè)出反應(yīng)的化學(xué)方程式為R+H₂SO₄═RSO₄+H₂↑； 根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由完全反應(yīng)時消耗硫酸及金屬的質(zhì)量計算出金屬的相對原子質(zhì)量，利用金屬的相對原子質(zhì)量判斷金屬R為何種金屬；
（2）第三次反應(yīng)中，H₂SO₄反應(yīng)完全，由前三次加入稀硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計算出所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量，再利用質(zhì)量守恒定律，求出所得溶液的質(zhì)量，由溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算公式，計算出第三次加入稀硫酸充分反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，第一次反應(yīng)中，35g稀硫酸反應(yīng)完全，其中溶質(zhì)H₂SO₄的質(zhì)量=35g×14.0%=4.9g，消耗金屬的質(zhì)量=16.0g-12.75g=3.25g；
設(shè)R的相對原子質(zhì)量為x
R+H₂SO₄═RSO₄+H₂↑
x     98
3.25g 4.9g

x

3.25g

=

98

4.9g

  x=65
Zn的相對原子質(zhì)量為65，故金屬R為Zn
（2）第三次反應(yīng)中，H₂SO₄反應(yīng)完全，前三次共消耗H₂SO₄的質(zhì)量=35g×3×14.0%=14.7g
設(shè)Zn與H₂SO₄反應(yīng)后生成ZnSO₄質(zhì)量為a，生成的H₂質(zhì)量為b
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
    98    161   2
   14.7g   a    b

98

14.7g

=

161

a

   a=24.15g

98

14.7g

=

2

b

   b=0.3g
溶液中ZnSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

24.15g

105g+(16.0g-6.25g)-0.3g

×100%=21.1%
答：（1）該混合物粉末中另一金屬R為金屬鋅；
（2）第三次加入稀硫酸充分反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是21.1%．

點評：實驗數(shù)據(jù)的處理：利用每次加入稀硫酸前后固體質(zhì)量差即反應(yīng)消耗金屬的質(zhì)量的關(guān)系，可判斷加入稀硫酸的反應(yīng)情況．