Question

現(xiàn)有Cu與另一種金屬（可能是Mg、Fe、Zn中的一種）形成的粉末．現(xiàn)欲測定其組成，進行如下實驗：取該粉末16g放入燒杯，將溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為14%的稀硫酸280.0g分4次加入該燒杯中，充分反應后，測得剩余的固體質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄如下：

次數(shù)	1	2	3	4
加入稀硫酸質(zhì)量/g	70.0	70.0	70.0	70.0
剩余固體質(zhì)量/g	13.6	11.2	8.8	8.4

計算（要求寫出計算過程）：
（1）該粉末中Cu的質(zhì)量分數(shù)．
（2）該粉末中另一種金屬為何種金屬．
（3）第3次加入稀硫酸充分反應后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析：（1）混合物粉末中銅的質(zhì)量分數(shù)=

銅的質(zhì)量

混合物粉末質(zhì)量

×100%需要求出銅的質(zhì)量；銅不能與酸發(fā)生置換反應，因此，當金屬混合物粉末與足量稀硫酸完全反應后，剩余固體質(zhì)量即為銅的質(zhì)量；
（2）由于70克硫酸參加反應金屬減少2.4克，由此可以求出第四次參加反應硫酸的質(zhì)量，根據(jù)參加反應金屬的質(zhì)量與參加反應硫酸的質(zhì)量計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后，由于金屬有剩余因而所加稀硫酸完全反應，所得溶液為金屬的硫酸鹽溶液；根據(jù)反應的化學方程式則消耗金屬的質(zhì)量計算出反應生成硫酸鹽的質(zhì)量，所得質(zhì)量與溶液的質(zhì)量比即得溶液的質(zhì)量分數(shù)；反應后所得溶液的質(zhì)量由質(zhì)量守恒定律進行求得．

解答：解：（1）該粉末中Cu的質(zhì)量分數(shù)為

8.4g

16g

×100%=52.5%
（2）設(shè)：另一種金屬為M，其相對分子質(zhì)量為x
分析表格中數(shù)據(jù)可知每70g稀硫酸與2.4g金屬M恰好完全反應
M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
x        98
2.4g     70g×14%

x

2.4g

=

98

70g×14%

x=24
該金屬為鎂
（3）第3次加入稀硫酸充分反應后，消耗金屬鎂的質(zhì)量為7.2g．
設(shè)：此時生成MgSO₄的質(zhì)量為y，生成 H₂的質(zhì)量為z
M g+H₂SO₄═MgSO₄ +H₂↑
24        120       2
7.2g      y        z    

24

120

=

7.2g

y

y=36g    

24

2

=

7.2g

z

   z=0.6 g
則此時所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為

36g

7.2g+3×70g-0.6g

×100%=16.6%
答：（1）該粉末中Cu的質(zhì)量分數(shù)為52.5%
（2）該粉末中另一種金屬為鎂
（3）第3次加入稀硫酸充分反應后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為16.6%

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