Question

14．现有铜与金属镁、铁、锌中的一种组成的混合物，现欲测定其组成．
【查阅资料】镁、铁、锌皆能与稀硫酸发生置换反应，且生成+2价的可溶性金属化合物和氢气．
【实验步骤及数据】取该混合物粉末8.0g放入烧杯中，将140.0g 溶质的质量分数为14.0%的稀硫酸平均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图：通过计算，求：
（1）该混合物粉末中铜的质量分数是52.5%
（2）计算确定混合物中另一种金属成分 （写出计算过程）
（3）第三次加入稀硫酸充分反应后，所得溶液中溶质的质量分数是多少？（写出计算过程）

Answer 1

分析 由表中信息可知，第1、2、3次反应后，反应的物质质量都是1.2g，第四次反应的物质质量是0.2g，说明第四次反应后剩余固体都是铜，再根据提供的数据可以进行相关方面的计算．

解答 解（1）混合物粉末中铜的质量分数是：$\frac{4.2g}{8.0g}$×100%=52.5%，
故填：52.5%．
（2）设该金属化学式为R，原子量为M，
R+H₂SO₄ =RSO₄+H₂↑，
M     98
1.2g 35gx14%
$\frac{M}{98}=\frac{1.2g}{35g×14%}$
M=24
因为镁的相对原子质量是24，锌的相对原子质量是65，因此混合物中另一种金属是镁．
（3）设第三次加入稀硫酸充分反应后，生成硫酸镁的质量为x，生成氢气的质量为y，
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，
98       120  2
105g×14% x   y
$\frac{98}{105g×14%}=\frac{120}{x}=\frac{2}{y}$
x=18g，y=0.3g，
第三次加入稀硫酸充分反应后，所得溶液中溶质的质量分数为：$\frac{18g}{105g+3.6g-0.3g}×100%$×100%=16.6%，
答：第三次加入稀硫酸充分反应后，所得溶液中溶质的质量分数是16.6%．

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，同时考查了分析数据的能力，计算时要注意规范性和准确性．