Question

12．某铜的合金中另含锌、镁中的某种金属、为了确认其成分进行如下实验：取该合金样品10.00g放入烧杯，然后将56.00g某稀硫酸平均分四次加入其中，每次充分反应后烧杯内剩余物质的质量记录如下、把第4次加入稀硫酸后所剩的固体物质滤出．经洗涤、干燥后称重为6.10g．请回答下列问题：

序号	1	2	3	4
加稀硫酸的质量/g	14.00	14.00	14.00	14.00
剩余物质的质量/g	23.96	37.92	51.88	65.88

（1）合金中铜与另一金属的质量比为61：39，实验中生成H₂的总质量为0.12g
（2）通过计算，确定该稀硫酸中溶质的质量分数和另一种金属是什么？

Answer 1

分析 （1）根据金属活动性，铜不与硫酸反应，说明所剩余固体全部为铜，则可知铜的质量6.10g，根据表格中的数据可知氢气的质量；
（2）利用前三次反应所消耗硫酸的质量，由反应中金属质量与硫酸质量关系，计算出金属的相对原子质量，根据金属的相对原子质量判断金属；
根据反应的化学方程式，由硫酸质量计算生成硫酸盐的质量、放出氢气的质量，硫酸盐的质量与反应后溶液质量比可计算所得溶液中溶质的质量分数；其中反应后溶液质量可利用质量守恒定律计算求得．

解答 解：（1）铜不与硫酸反应，根据实验数据可知，样品中铜的质量为6.10g，合金中铜与另一金属的质量比为6.10g：（10.00g-6.10g）=61：39，根据表格中的数据可知，实验中生成H₂的总质量为0.12g；
（2）（取到第三次的实验数据为准）设M金属单质的相对原子质量为x．
参加反应的金属的质量=10.0g-6.1g=3.9g．而参加反应的硫酸溶液的质量为14g×3=42g．
M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
x            2
3.9g       0.12g
则$\frac{x}{2}=\frac{3.9g}{0.12g}$，解得x=65，因此该金属是锌．（也可选取第一次或第二次实验的数据计算）
（3）设该稀硫酸中溶质的质量分数为y．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
    98         2
42.0g×y       0.12g
则$\frac{98}{2}=\frac{42.0gy}{0.12g}$，解得y=14%
故答案为：
（1）61：39；0.12g；（2）锌；14%．

点评 根据质量守恒定律，第三次加入硫酸充分反应后，所得溶液的质量=参加反应金属的质量+前三次所加稀硫酸的质量-放出氢气的质量．