Question

4．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140.0g 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

求：
（1）该混合物粉末中铜的质量分数为52.5%；
（2）该混合物粉末中另一金属为镁；
（3）发生反应的化学方程式Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑；
（4）列出求总共消耗稀硫酸溶质质量（x）的比例式：$\frac{24}{2.4g}=\frac{2}{x}$；
（5）如果第三次加入硫酸充分反应后的溶液蒸发掉8.3g水，且无结晶析出，则所得溶液中溶质的质量分数为18%．

Answer 1

分析 根据表中数据可以判断出1、2、3次反应中，稀硫酸完全反应，4次反应中稀硫酸过量；
根据反应的硫酸质量和固体质量可以计算金属的相对原子质量，从而可以判断金属是什么；
溶质质量分数=$\frac{溶质质量}{溶液质量}$×100%；
溶液稀释前后，溶质质量不变．

解答 解：（1）该混合物中铜的质量分数为：$\frac{4.2g}{8g}$×100%=52.5%，
故填：52.5%．
（2）设金属元素符号是M，相对原子质量是y，
以第一次实验数据进行计算，
M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑，
y    98
1.2g 35.0g×14.0%
$\frac{y}{1.2g}=\frac{98}{35.0g×14.0%}$，
y=24，
金属是镁，故填：镁；
（3）镁和稀硫酸反应的化学方程式为：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑．
故填：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑．
（3）设生成的氢气质量为x，
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，
24             2
2.4g           x
$\frac{24}{2.4g}=\frac{2}{x}$，
故填：$\frac{24}{2.4g}=\frac{2}{x}$．
（4）设生成硫酸锌的质量为z，生成氢气的质量为n，
Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，
24        120  2
3.6g       z   n
$\frac{24}{3.6g}=\frac{120}{z}$，$\frac{24}{3.6g}=\frac{2}{n}$
z=18g，n=0.3g，
所得溶液质量为：35.0g×3+3.6g-0.3g-8.3g=100g，
所得不饱和溶液中溶质的质量分数为：$\frac{18g}{100g}$×100%=18%，
故填：18%．

点评 溶液浓缩或稀释时，只是改变溶液的溶质质量分数，而溶液中溶质质量不变，要注意理解．