Question

現有銅與另一種金屬R的混合物粉末，另一種金屬R可能是鎂、鐵、鋅中的一種．現測定其組成，取該混合物粉末16.0g放入燒杯中，將140.0g 14.0%的稀硫酸分四次加入該燒杯中，充分反應后，測得剩余固體數據記錄：

次數	1	2	3	4
加入稀硫酸的質量/g	35.0	35.0	35.0	35.0
剩余固體的質量/g	12.75	9.5	6.25	5.6

通過計算（寫出計算過程，計算結果保留1位小數），求：
（1）該混合物粉末中另一金屬R為何種金屬？
（2）第三次加入稀硫酸充分反應后，所得溶液中溶質的質量分數是多少？

Answer 1

（1）根據實驗數據，第一次反應中，35g稀硫酸反應完全，其中溶質H₂SO₄的質量=35g×14.0%=4.9g，消耗金屬的質量=16.0g-12.75g=3.25g；
設R的相對原子質量為x
R+H₂SO₄═RSO₄+H₂↑
x     98
3.25g 4.9g

x

3.25g

=

98

4.9g

  x=65
Zn的相對原子質量為65，故金屬R為Zn
（2）第三次反應中，H₂SO₄反應完全，前三次共消耗H₂SO₄的質量=35g×3×14.0%=14.7g
設Zn與H₂SO₄反應后生成ZnSO₄質量為a，生成的H₂質量為b
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
    98    161   2
   14.7g   a    b

98

14.7g

=

161

a

   a=24.15g

98

14.7g

=

2

b

   b=0.3g
溶液中ZnSO₄的質量分數=

24.15g

105g+(16.0g-6.25g)-0.3g

×100%=21.1%
答：（1）該混合物粉末中另一金屬R為金屬鋅；
（2）第三次加入稀硫酸充分反應后，所得溶液中溶質的質量分數是21.1%．