Question

4．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	35.0	35.0	35.0	35.0
剩余固體的質量/g	6.8	5.6	4.4	4.2

求：
（1）該混合物粉末中銅的質量分數為52.5%；
（2）該混合物粉末中另一金屬為鎂；
（3）發生反應的化學方程式Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；
（4）列出求總共消耗稀硫酸溶質質量（x）的比例式：$\frac{24}{2.4g}=\frac{2}{x}$；
（5）如果第三次加入硫酸充分反應后的溶液蒸發掉8.3g水，且無結晶析出，則所得溶液中溶質的質量分數為18%．

Answer 1

分析 根據表中數據可以判斷出1、2、3次反應中，稀硫酸完全反應，4次反應中稀硫酸過量；
根據反應的硫酸質量和固體質量可以計算金屬的相對原子質量，從而可以判斷金屬是什么；
溶質質量分數=$\frac{溶質質量}{溶液質量}$×100%；
溶液稀釋前后，溶質質量不變．

解答 解：（1）該混合物中銅的質量分數為：$\frac{4.2g}{8g}$×100%=52.5%，
故填：52.5%．
（2）設金屬元素符號是M，相對原子質量是y，
以第一次實驗數據進行計算，
M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑，
y    98
1.2g 35.0g×14.0%
$\frac{y}{1.2g}=\frac{98}{35.0g×14.0%}$，
y=24，
金屬是鎂，故填：鎂；
（3）鎂和稀硫酸反應的化學方程式為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑．
故填：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑．
（3）設生成的氫氣質量為x，
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，
24             2
2.4g           x
$\frac{24}{2.4g}=\frac{2}{x}$，
故填：$\frac{24}{2.4g}=\frac{2}{x}$．
（4）設生成硫酸鋅的質量為z，生成氫氣的質量為n，
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，
24        120  2
3.6g       z   n
$\frac{24}{3.6g}=\frac{120}{z}$，$\frac{24}{3.6g}=\frac{2}{n}$
z=18g，n=0.3g，
所得溶液質量為：35.0g×3+3.6g-0.3g-8.3g=100g，
所得不飽和溶液中溶質的質量分數為：$\frac{18g}{100g}$×100%=18%，
故填：18%．

點評 溶液濃縮或稀釋時，只是改變溶液的溶質質量分數，而溶液中溶質質量不變，要注意理解．