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，现欲测定其组成．取该混合物粉末10g放入烧杯中，将200g 19.6%的稀硫酸分四次加入该烧杯中，充分反应后，测得剩余固体质量数据记录如下：

次数	1	2	3	4
加入稀硫酸的质量/g	50	50	50	50
剩余固体的质量/g	7.6	5.2	2.8	2.4

求：（1）该混合物粉末中铜的质量分数为______
（2）该混合物粉末中另一金属为______
（3）第三次加入硫酸充分反应后，所得溶液中溶质的质量分数是多少？

Answer 1

解：（1）因铜与酸不反应，反应后剩余固体质量2.4g即为其质量．×100%=24%
故答案为：24%
（2）每50g稀硫酸可与2.4g这种金属恰好完全反应．设该金属为R，其相对原子质量为r
R+H₂SO₄═RSO₄+H₂↑
r 98
2.4g 50g×19.6%
=
解得：r=24
相对原子质量为24的元素是镁元素．
故答案为：Mg
（3）第三次加入硫酸充分反应后，所用硫酸的质量为150g，反应的金属的质量为10g-2.8g=7.2g．反应后生成的溶质为MgSO_4．
设生成MgSO₄的质量为x，生成H₂的质量为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：所得溶液中溶质的质量分数为23.0%
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其质量．
（2）每50g稀硫酸可与2.4g这种金属恰好完全反应，根据化学方程式可计算出此金属的相对原子质量．
（3）第三次加入硫酸充分反应后，要确定所得溶液中溶质的种类及溶液的质量．
点评：此题考查金属的活动性顺序，及其化学性质，并能通过化学方程式进行计算．此题中可用差量法计算剩余溶液的质量，即溶液质量=反应的金属质量+反应的酸的质量-生成的气体的质量