Question

現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，現欲測定其組成．取該混合物粉末10g放入燒杯中，將200g 19.6%的稀硫酸分四次加入該燒杯中，充分反應后，測得剩余固體質量數據記錄如下：

次數	1	2	3	4
加入稀硫酸的質量/g	50	50	50	50
剩余固體的質量/g	7.6	5.2	2.8	2.4

求：（1）該混合物粉末中銅的質量分數為______
（2）該混合物粉末中另一金屬為______
（3）第三次加入硫酸充分反應后，所得溶液中溶質的質量分數是多少？

Answer 1

解：（1）因銅與酸不反應，反應后剩余固體質量2.4g即為其質量．×100%=24%
故答案為：24%
（2）每50g稀硫酸可與2.4g這種金屬恰好完全反應．設該金屬為R，其相對原子質量為r
R+H₂SO₄═RSO₄+H₂↑
r 98
2.4g 50g×19.6%
=
解得：r=24
相對原子質量為24的元素是鎂元素．
故答案為：Mg
（3）第三次加入硫酸充分反應后，所用硫酸的質量為150g，反應的金屬的質量為10g-2.8g=7.2g．反應后生成的溶質為MgSO_4．
設生成MgSO₄的質量為x，生成H₂的質量為y
Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
98 120 2
150g×19.6% x y

解得：x=36g y=0.6g
C%=×100%=23.0%
答：所得溶液中溶質的質量分數為23.0%
分析：（1）根據金屬活動性順序，銅與酸不反應，反應后剩余固體質量即為其質量．
（2）每50g稀硫酸可與2.4g這種金屬恰好完全反應，根據化學方程式可計算出此金屬的相對原子質量．
（3）第三次加入硫酸充分反應后，要確定所得溶液中溶質的種類及溶液的質量．
點評：此題考查金屬的活動性順序，及其化學性質，并能通過化學方程式進行計算．此題中可用差量法計算剩余溶液的質量，即溶液質量=反應的金屬質量+反應的酸的質量-生成的氣體的質量