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。 ：

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。【查阅资料】(1)镁、铁、锌皆能与稀硫酸发生置换反应，且生成+2价的可溶性金属硫酸盐和氢气。(2)相对原子质量：Mg—24、Fe—56、Zn—65【实验步骤及数据】取该混合物粉末8.0g放入烧杯中，将140.0g 14.0％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 35.0 35.0 35.0 35.0

剩余固体的质量／g 6.8 5.6 4.4 4.2
通过计算(写出计算过程)，求：
(1)该混合物粉末中铜的质量分数?
(2)该混合物粉末中另一金属为何种金属?

Answer 1

解（1）第一次溶解固体质量=8.0g-6.8g=1.2g;
第二次溶解固体质量=6.8g-5.6g=1.2g;
第三次溶解固体质量=5.6g-4.4g=1.2g
第四次溶解固体质量=4.4g-4.2g=0.2g<1.2g,
说明前三次反应金属混合物过量、每次加入的硫酸完全反应；第四次硫酸过量，金属混合物中与硫酸反应的金属完全反应，剩余固体为铜的质量，即原混合物中含铜的质量为4.2g
该混合物粉末中铜的质量分数=4.2g/8g*100*%=52.5%
(2)设混合物粉末中另一种金属为A、相对原子质量为x
第一次加入稀硫酸溶液中含硫酸的质量=35.0g*14.0%=4.9g
A+ H2SO4 = ASO4 + H2↑
x 98
1.2g 4.9g
x:98=1.2g:4.9g
X=24
所以该混合物粉末中另一金属为镁。
分析：第二问只要求出金属的相对原子质量即可知道是何种金属。求相对原子质量可根据前三次的任何一次中硫酸与金属的质量进行求解即可求出。
希望我的回答能对你的学习有帮助！

Answer 2

用Me代表是镁、铁、锌中的一种，则化学反应式为：
Me+H2SO4=MeSO4+H2
可见反应的摩尔数是1:1的。
将140.0g 14.0％的稀硫酸分四次加入，每次加入35克，折合摩尔数为：
35X14%/98=0.05mol，即四次每次加入0.05mol硫酸。
设Cu含量为x，另外一种金属Me为y，则：x+y=8克。
四次反应分别为：x+y1=6.8g、x+y2=5.6g、x+y3=4.4g、x+y4=4.2g，可得：
y1=8-6.8=1.2g、y2=8-5.6=2.4g、y3=8-4.4=3.6g、y4=8-4.2=3.8g
对比1.2、2.4、3.6的差值可见，每次消耗0.05mol硫酸，需要的消耗金属Me是1.2克，最后一次，反应完全，消耗了可进行化学反应的金属Me是0.2g，说明剩余4.2克是铜。
该混合物粉末中铜的质量分数=4.2/8=52.5%
根据化学反应式可知：
消耗0.05mol硫酸，需要的消耗金属Me也是0.05mol，折合质量为1.2克。
设未知金属Me的原子量为M，则：1.2/M=0.05mol，M=24，对比原子量为Mg。由此可知，这个未知金属Me是金属Mg。
答：
1、该混合物粉末中铜的质量分数是52.5%
2、该混合物粉末中另一金属为金属Mg