Question

现有铜与另一种金属的混合物粉末，另一种金属可能是镁、铁、锌中的一种．取该混合物粉末20.0g放入烧杯中，将160.0g 9.70%的稀盐酸分四次加入该烧杯中，充分反应后，测得烧杯中剩余物质的质量数据如下表，且最终剩余固体的质量为8.8g．

次数	1	2	3	4
加入稀盐酸的质量/g	40.0	40.0	40.0	40.0
烧杯中剩余物质的质量/g	59.88	99.76	139.64	179.60

通过分析计算回答下列问题：
（1）该混合物粉末中铜的质量分数为
（2）通过计算推断该混合物粉末中另一金属为何种金属．（写出计算过程）
（3）画出反应中生成的H₂　质量与稀盐酸的质量变化的图象．

Answer 1

分析：（1）根据金属活动性顺序，铜与酸不反应，反应后剩余固体质量即为铜的质量．
（2）根据质量守恒定律可知第一次反应前后烧杯中物质的质量差为放出氢气的质量，根据化学方程式可计算出此金属的相对原子质量．
（3）因为金属与盐酸反应生成氢气的质量和盐酸的量成正比，分析图表知第一次生成的氢气质量为0.12g，第二次生成气体的质量为0.24g，第三次生成氢气的质量为0.36g，第四次生成氢气的质量为0.4g，根据生成氢气的质量和反应的盐酸的质量呈正比，可求出金属恰好反应完时消耗盐酸的质量，即可画出图象．

解答：解：
（1）因铜与酸不反应，反应后剩余固体质量8.8g即为铜的质量．质量分数为

8.8g

20g

×100%=44%
故答案为：44%
（2）根据题意知反应的金属的质量为20g-8.8g=11.2g，生成氢气的质量为0.4g．
设该金属为R，其相对原子质量为r（给定金属都是二价金属，所以我们按照二价金属进行计算）
R+2HCl═RCl₂+H₂↑
r             2
11.2g        0.4g

r

11.2g

=

2

0.4g

解得：r=56
相对原子质量为56的元素是铁元素．
答：另一种金属为铁．
（3）因为金属与盐酸反应生成氢气的质量和盐酸的量成正比，分析图表知第一次生成的氢气质量为0.12g，第二次生成气体的质量为0.24g，第三次生成氢气的质量为0.36g，第四次生成氢气的质量为0.4g，根据生成氢气的质量和反应的盐酸的质量呈正比，可知反应的盐酸质量为120g+

40g

3

=133.3g，
所以图象的转折点的坐标为（133.3，0.4），故图象为：

点评：本题是一道很好的试题，考查了学生分析图表获取信息的能力，同上考查了学生根据化学方程式计算及结合数学思想处理化学问题的能力．