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。
取该混合物粉末8.0g放入烧杯中，将140.0g14.0%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种金属为何种金属？
（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）根据表格中的数据可知：
第一次反应金属的质量=8.0g-6.8g=1.2g
第二次反应金属的质量=6.8g-5.6g=1.2g

第三次反应金属的质量=5.6gg-4.4g=1.2g

第四次反应金属的质量=4.4g-4.2g=0.2g<1.2g

说明第四次稀硫酸有剩余,剩余固体为,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/8.0g*100%=52.5%

(2)设混合物中另一种金属的为A、相对原子质量为X
根据题意可知另一种金属中的三种金属的化合价都为+2，所以反应化学方程式为：
A + H2SO4 = ASO4 + H2↑
X 98
1.2g 35.0g*14%
X=24
所以该混合物粉末中另一种金属镁.
(3)设三次一共生成硫酸镁的质量为Y,生成氢气的质量为Z
三次加入硫酸一共反应镁的质量=1.2g*3=3.6g
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑

24 120 2
3.6g Y Z
Y=18g
Z=0.3g
所得溶液中溶质的质量=3.6g+35.0g*3-0.3g=108.3g

所得溶液中溶质的质量分数=18g/108.3g*100%=16.6%

答:（1）该混合物粉末中铜的质量分数52.5%
（2）该混合物粉末中另一种金属镁
（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16.6%

Answer 2

根据每次剩余物质的质量第二次与第一次的差为1.2g 第三次与第二次的差为1.2g，第四次与第三次的差为0.2g，则说明每次硫酸可反应掉1.2g金属混合物 同时证明第四次加入硫酸时可反应的粉末已完全反应，硫酸过量，剩余的4.2g全为Gu
1）4.2/8=52.5%
2）加入的硫酸的物质的量为140*14%/98=0.2mol但由于最后硫酸是过量的，所以不可由硫酸的总量来计算金属的M
由于所给定的金属与硫酸反应后都是+2价，所以可反映金属可与与硫酸等物质的量反应
取第二次与第一反应剩余质量的差（此处金属足量，硫酸完全反应）
则有硫酸的物质的量35*14%/98=0.05mol
故金属也反映0.05mol
0.05M=6.8-5.6
M=24
该金属为Mg

Answer 3

3）反应中产生氢气的质量为0.3克因此反应后溶液的总质量为105+3.6-0.3=108.3g所以反应后溶质质量分数为18/108.3×100%=16.6%

Answer 4

（1）：4.2g/8g=52.5% （2）：？+H2SO4=？H2SO4+H2↑ 求？的相对原子质量，设？相对原子质量M M/1.2=98/（35*14%） M=24 ∴该物质是镁 （3） ：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 设硫酸镁M 解得M=6.1g 溶质质量分数=6.1g*3/（140g-35g+3.6g-0.6g）=16.9%