Question

現(xiàn)有銅與另一種金屬元素的混合物粉末，可能是鎂、鐵或鋅中的一種，準(zhǔn)備測(cè)定其組成．取一定質(zhì)量的該混合物粉末放入燒杯中，將140.0g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.0%的稀硫酸分四次加入該燒杯中，充分反應(yīng)后，測(cè)得剩余固體質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄如圖所示．則求：
（1）原混合物粉末的質(zhì)量為

 

，其中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
（2）通過計(jì)算確定該混合物粉末中另一種金屬為

 

．
（3）第三次加入硫酸充分反應(yīng)后，所得溶液中的溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

（結(jié)果精確到0.01%）；
（4）在第四次當(dāng)金屬混合物已經(jīng)完全反應(yīng)時(shí)，所消耗稀鹽酸的總質(zhì)量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算

專題：綜合計(jì)算（圖像型、表格型、情景型計(jì)算題）

分析：（1）分析表格發(fā)現(xiàn)，前三次每加入35g硫酸，剩余固體的質(zhì)量就減少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固體的質(zhì)量減少0.2g，說明另一種金屬已經(jīng)全部參加反應(yīng)，剩余固體就是銅．
（2）利用前三次反應(yīng)所加稀硫酸完全反應(yīng)時(shí)，硫酸與金屬的質(zhì)量關(guān)系，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，計(jì)算出金屬的相對(duì)原子質(zhì)量，確定金屬；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由反應(yīng)消耗硫酸的質(zhì)量計(jì)算放出氫氣的質(zhì)量，運(yùn)用質(zhì)量守恒定律，計(jì)算反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量；
（4）根據(jù)分析表格發(fā)現(xiàn)，前三次每加入35g硫酸，剩余固體的質(zhì)量就減少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固體的質(zhì)量減少0.2g，利用0.2g鎂的質(zhì)量求出所消耗稀鹽酸解答．

解答：解：
（1）分析表格發(fā)現(xiàn)，前三次每加入35g硫酸，剩余固體的質(zhì)量就減少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固體的質(zhì)量減少0.2g，說明另一種金屬已經(jīng)全部參加反應(yīng)，剩余固體就是銅，原混合物粉末的質(zhì)量為6.8g+1.2g=8g；其中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

4.2g

8g

×100%=52.5%
（2）由第一次所加稀硫酸140g÷4=35g完全反應(yīng)時(shí)，消耗金屬的質(zhì)量=8.0g-6.8g=1.2g；
由于鎂、鐵、鋅三種金屬在反應(yīng)中均呈+2價(jià)，設(shè)金屬的相對(duì)原子質(zhì)量為m，則
M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
m   98
1.2g 35g×14%

m

1.2g

=

98

35g×14%

∴x=24，
根據(jù)相對(duì)原子質(zhì)量表，則該金屬為Mg．
（3）設(shè)MgSO₄的質(zhì)量為Y，H₂的質(zhì)量為Z．
第三次加入硫酸以后，總共加入硫酸的質(zhì)量是35g×3=105g，則純硫酸的質(zhì)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
∴溶液的質(zhì)量是105g+8g-4.4g-0.3g=108.3g．
∴溶質(zhì)MgS0₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

18g

108.3g

×100%=16.6%．
（4）分析表格發(fā)現(xiàn)，前三次每加入35g硫酸，剩余固體的質(zhì)量就減少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固體的質(zhì)量減少0.2g，
設(shè)0.2g鎂消耗稀鹽酸的質(zhì)量為：

35g×0.2g

1.2g

≈6g
在第四次當(dāng)金屬混合物已經(jīng)完全反應(yīng)時(shí)，所消耗稀鹽酸的總質(zhì)量為105g+6g=111g
答案：
（1）8g；52.5%；
（2）鎂；
（3）16.6%；
（4）111g

點(diǎn)評(píng)：由剩余固體質(zhì)量與加入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系，可知前三次所加的稀硫酸均已完成反應(yīng)．