题目内容
现有铜与另一种金属元素的混合物粉末，可能是镁、铁或锌中的一种，准备测定其组成．取一定质量的该混合物粉末放入烧杯中，将140.0g溶质质量分数为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图所示．则求：（1）原混合物粉末的质量为
（2）通过计算确定该混合物粉末中另一种金属为
（3）第三次加入硫酸充分反应后，所得溶液中的溶质的质量分数是
（4）在第四次当金属混合物已经完全反应时，所消耗稀盐酸的总质量为
考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算
专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）
分析：（1）分析表格发现，前三次每加入35g硫酸，剩余固体的质量就减少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量减少0.2g，说明另一种金属已经全部参加反应，剩余固体就是铜．
（2）利用前三次反应所加稀硫酸完全反应时，硫酸与金属的质量关系，根据反应的化学方程式，计算出金属的相对原子质量，确定金属；
（3）根据反应的化学方程式，由反应消耗硫酸的质量计算放出氢气的质量，运用质量守恒定律，计算反应后所得溶液的质量；
（4）根据分析表格发现，前三次每加入35g硫酸，剩余固体的质量就减少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量减少0.2g，利用0.2g镁的质量求出所消耗稀盐酸解答．
（2）利用前三次反应所加稀硫酸完全反应时，硫酸与金属的质量关系，根据反应的化学方程式，计算出金属的相对原子质量，确定金属；
（3）根据反应的化学方程式，由反应消耗硫酸的质量计算放出氢气的质量，运用质量守恒定律，计算反应后所得溶液的质量；
（4）根据分析表格发现，前三次每加入35g硫酸，剩余固体的质量就减少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量减少0.2g，利用0.2g镁的质量求出所消耗稀盐酸解答．
解答：解：
（1）分析表格发现，前三次每加入35g硫酸，剩余固体的质量就减少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量减少0.2g，说明另一种金属已经全部参加反应，剩余固体就是铜，原混合物粉末的质量为6.8g+1.2g=8g；其中铜的质量分数为：
×100%=52.5%
（2）由第一次所加稀硫酸140g÷4=35g完全反应时，消耗金属的质量=8.0g-6.8g=1.2g；
由于镁、铁、锌三种金属在反应中均呈+2价，设金属的相对原子质量为m，则
M+H2SO4═MSO4+H2↑
m 98
1.2g 35g×14%
=
∴x=24，
根据相对原子质量表，则该金属为Mg．
（3）设MgSO4的质量为Y，H2的质量为Z．
第三次加入硫酸以后，总共加入硫酸的质量是35g×3=105g，则纯硫酸的质量是105g×14%═14.7g．
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑
98 120 2
14.7g y z
=
=
∴y=18g∴z=0.3g
∴溶液的质量是105g+8g-4.4g-0.3g=108.3g．
∴溶质MgS04的质量分数=
×100%=16.6%．
（4）分析表格发现，前三次每加入35g硫酸，剩余固体的质量就减少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量减少0.2g，
设0.2g镁消耗稀盐酸的质量为：
≈6g
在第四次当金属混合物已经完全反应时，所消耗稀盐酸的总质量为105g+6g=111g
答案：
（1）8g；52.5%；
（2）镁；
（3）16.6%；
（4）111g
（1）分析表格发现，前三次每加入35g硫酸，剩余固体的质量就减少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量减少0.2g，说明另一种金属已经全部参加反应，剩余固体就是铜，原混合物粉末的质量为6.8g+1.2g=8g；其中铜的质量分数为：
| 4.2g |
| 8g |
（2）由第一次所加稀硫酸140g÷4=35g完全反应时，消耗金属的质量=8.0g-6.8g=1.2g；
由于镁、铁、锌三种金属在反应中均呈+2价，设金属的相对原子质量为m，则
M+H2SO4═MSO4+H2↑
m 98
1.2g 35g×14%
| m |
| 1.2g |
| 98 |
| 35g×14% |
∴x=24，
根据相对原子质量表，则该金属为Mg．
（3）设MgSO4的质量为Y，H2的质量为Z．
第三次加入硫酸以后，总共加入硫酸的质量是35g×3=105g，则纯硫酸的质量是105g×14%═14.7g．
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑
98 120 2
14.7g y z
| 98 |
| 14.7g |
| 120 |
| y |
| 2 |
| z |
∴y=18g∴z=0.3g
∴溶液的质量是105g+8g-4.4g-0.3g=108.3g．
∴溶质MgS04的质量分数=
| 18g |
| 108.3g |
（4）分析表格发现，前三次每加入35g硫酸，剩余固体的质量就减少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量减少0.2g，
设0.2g镁消耗稀盐酸的质量为：
| 35g×0.2g |
| 1.2g |
在第四次当金属混合物已经完全反应时，所消耗稀盐酸的总质量为105g+6g=111g
答案：
（1）8g；52.5%；
（2）镁；
（3）16.6%；
（4）111g
点评：由剩余固体质量与加入稀硫酸的质量关系，可知前三次所加的稀硫酸均已完成反应．
练习册系列答案
53随堂测系列答案
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