Question

(2008年攀枝花市)現有銅與另一種金屬的混合物粉末，另一種金屬可能是鎂、鐵、鋅中的一種，現欲測定其組成。

【查閱資料】(1)鎂、鐵、鋅皆能與稀硫酸發生置換反應，且生成+2價的可溶性金屬硫酸鹽和氫氣。

(2)相對原子質量：Mg—24、Fe—56、Zn—65

【實驗步驟及數據】取該混合物粉末8.0g放入燒杯中，將140.0g 14.0％的稀硫酸分四次加入該燒杯中，充分反應后，測得剩余固體質量數據記錄如下：

次數	1	2	3	4
加入稀硫酸的質量／g	35.O	35.0	35.O	35.O
剩余固體的質量／g	6.8	5.6	4.4	4.2

通過計算(寫出計算過程)，求：

(1)該混合物粉末中銅的質量分數?

(2)該混合物粉末中另一金屬為何種金屬?

(3)第三次加入硫酸充分反應后，所得溶液中溶質的質量分數是多少?

Answer 1

解：⑴混合物中Cu的質量分數=

⑵設該金屬M的相對原子質量為X，第4次反應的稀硫酸質量為

反應的總稀硫酸質量是35g×3+35/6g=665/6g

M    +   H₂SO₄===  MSO₄  +  H₂↑

X          98

8g-4.2g    665/6g×14%

X：98=3.8g：665/6g×14%    X=24

該金屬是鎂。

⑶設所得溶液中MgSO₄的質量為y，生成H₂的質量為z

Mg  +  H₂SO₄  ===  Mg SO₄  +  H₂↑

         98           120       2

        105g×14%     y        z

     98:120==105g×14%:y   y=18g

     98:2====105g×14%:z   z=0.3g

MgSO₄溶液的質量分數為18g/(105g+3.6g-0.3g) ×100%≈16.6%

答：該混合物粉末中銅的質量分數是52.5%;該混合物粉末中另一金屬為金屬鎂;第三次加入硫酸充分反應后，所得溶液中溶質的質量分數是16.6%.