Question

現(xiàn)有銅與另一種金屬的混合物粉末，另一種金屬可能是鎂、鐵、鋅中的一種，現(xiàn)欲測定其組成．
【查閱資料】（1）鎂、鐵、鋅皆能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，且生成+2價(jià)的可溶性金屬硫酸鹽和氫氣．
（2）相對原子質(zhì)量：Mg-24、Fe-56、Zn-65
【實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)】取該混合物粉末8.0g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，測得剩余固體質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄如下：

次數(shù)	1	2	3	4
加入稀硫酸的質(zhì)量/g	35．O	35.0	35．O	35．O
剩余固體的質(zhì)量/g	6.8	5.6	4.4	4.2

通過計(jì)算（寫出計(jì)算過程），求：
（1）該混合物粉末中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？
（2）該混合物粉末中另一金屬為何種金屬？
（3）第三次加入硫酸充分反應(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）混合物粉末中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

銅的質(zhì)量

混合物粉末質(zhì)量8.0g

×100%，需要求出銅的質(zhì)量；銅不能與酸發(fā)生置換反應(yīng)，因此，當(dāng)金屬混合物粉末與足量稀硫酸完全反應(yīng)后，剩余固體質(zhì)量即為銅的質(zhì)量；
（2）由于35克硫酸參加反應(yīng)金屬每減少1.2克，由此可以求出第四次參加反應(yīng)硫酸的質(zhì)量，根據(jù)參加反應(yīng)金屬的質(zhì)量與參加反應(yīng)硫酸的質(zhì)量計(jì)算金屬的相對原子質(zhì)量；根據(jù)相對原子質(zhì)量判斷金屬元素；
（3）第三次加入硫酸充分反應(yīng)后，由于金屬有剩余因而所加稀硫酸完全反應(yīng)，所得溶液為金屬的硫酸鹽溶液；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式則消耗金屬的質(zhì)量計(jì)算出反應(yīng)生成硫酸鹽的質(zhì)量，所得質(zhì)量與溶液的質(zhì)量比即得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量由質(zhì)量守恒定律進(jìn)行求得．

解答：解：（1）混合物中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

4.2g

8g

×100%=52.5%
（2）設(shè)該金屬M(fèi)的相對原子質(zhì)量為X，第4次反應(yīng)的稀硫酸質(zhì)量為

35g

1.2g

×0.2g=

35g

6

反應(yīng)的總稀硫酸質(zhì)量是35g×3+

35g

6

=

665g

6

M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
X          98
8g-4.2g    

665g

6

×14%
X：98=3.8g：

665g

6

×14%    
X=24
所以該金屬是鎂．
（3）設(shè)所得溶液中MgSO₄的質(zhì)量為y，生成H₂的質(zhì)量為z
Mg+H₂SO₄ ═MgSO₄+H₂↑
   98         120  2
105g×14%     y        z
     98：120═105g×14%：y   y=18g
     98：2═105g×14%：z   z=0.3g
MgSO₄溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18g/（105g+3.6g-0.3g）×100%≈16.6%
答：該混合物粉末中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是52.5%；該混合物粉末中另一金屬為金屬鎂；第三次加入硫酸充分反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是16.6%．

點(diǎn)評：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，第三次加入稀硫酸充分反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量=參加反應(yīng)金屬的質(zhì)量+三次所加稀硫酸的質(zhì)量-反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量；利用根據(jù)守恒定律化復(fù)雜的溶液計(jì)算為簡便明了．