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(yīng)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(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

解：（1）該粉末中Cu的質(zhì)量分數(shù)為
（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(yīng)
M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
x 98
2.4g 70g×14%

x=24
該金屬為鎂
（3）第3次加入稀硫酸充分反應(yīng)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 y=36g z=0.6 g
則此時所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為
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(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為16.6%
分析：（1）混合物粉末中銅的質(zhì)量分數(shù)=×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70克硫酸參加反應(yīng)金屬減少2.4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)的化學方程式則消耗金屬的質(zhì)量計算出反應(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)量分數(shù)；反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量由質(zhì)量守恒定律進行求得．
點評：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)守恒定律化復雜的溶液計算為簡便明了．