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，將溶質質量分數(shù)為14%的稀硫酸280.0g分4次加入該燒杯中，充分反應后，測得剩余的固體質量數(shù)據(jù)記錄如下：

次數(shù)	1	2	3	4
加入稀硫酸質量/g	70.0	70.0	70.0	70.0
剩余固體質量/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后，所得溶液中溶質的質量分數(shù)．

Answer 1

解：（1）該粉末中Cu的質量分數(shù)為
（2）設：另一種金屬為M，其相對分子質量為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
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后，消耗金屬鎂的質量為7.2g．
設：此時生成MgSO₄的質量為y，生成 H₂的質量為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質量分數(shù)為
答：（1）該粉末中Cu的質量分數(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后，所得溶液中溶質的質量分數(shù)為16.6%
分析：（1）混合物粉末中銅的質量分數(shù)=×100%需要求出銅的質量；銅不能與酸發(fā)生置換反應，因此，當金屬混合物粉末與足量稀硫酸完全反應后，剩余固體質量即為銅的質量；
（2）由于70克硫酸參加反應金屬減少2.4克，由此可以求出第四次參加反應硫酸的質量，根據(jù)參加反應金屬的質量與參加反應硫酸的質量計算金屬的相對原子質量；根據(jù)相對原子質量判斷金屬元素；
（3）第三次加入硫酸充分反應后，由于金屬有剩余因而所加稀硫酸完全反應，所得溶液為金屬的硫酸鹽溶液；根據(jù)反應的化學方程式則消耗金屬的質量計算出反應生成硫酸鹽的質量，所得質量與溶液的質量比即得溶液的質量分數(shù)；反應后所得溶液的質量由質量守恒定律進行求得．
點評：根據(jù)質量守恒定律，第三次加入稀硫酸充分反應后所得溶液的質量=參加反應金屬的質量+三次所加稀硫酸的質量-反應放出氫氣的質量；利用根據(jù)守恒定律化復雜的溶液計算為簡便明了．