Question

8．現(xiàn)有銅與另一種金屬的混合物粉末，另一種金屬可能是鎂、鐵、鋅中的一種，現(xiàn)欲測定其組成．取該混合物粉末8.0g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(yīng)后，測得剩余固體質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄如下：

次數(shù)	1	2	3	4
加入稀硫酸的質(zhì)量/g	35.0	35.0	35.0	35.0
剩余固體的質(zhì)量/g	6.8	5.6	4.4	4.2

求：
（1）該混合物粉末中銅的質(zhì)量分數(shù)52.5%；
（2）若參加反應(yīng)的金屬為R，請寫出R與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式R+H₂SO₄═RSO₄+H₂↑；
（3）設(shè)金屬R的相對原子質(zhì)量為X，根據(jù)已知條件列出求解（X）的比例式$\frac{X}{98}=\frac{1.2g}{4.9g}$；
（4）如果將第三次加入硫酸充分反應(yīng)后的溶液蒸發(fā)掉8.3g水，且無晶體析出，則所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為18.0%．

Answer 1

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）寫出化學(xué)方程式并代入數(shù)據(jù)計算即可．
（3）寫出化學(xué)方程式并代入數(shù)據(jù)計算即可

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，所以銅的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{4.2g}{8.0g}$×100%=52.5%．
（2）若參加反應(yīng)的金屬為R，則R與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式R+H₂SO₄═RSO₄+H₂↑
（3）設(shè)該金屬的相對分子質(zhì)量為X，該金屬為M． 
以第一次加入35g硫酸為例，純硫酸的質(zhì)量是35.0g×14.0%=4.9g．
 M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
 X     98
1.2g   4.9g
則$\frac{X}{98}=\frac{1.2g}{4.9g}$，
（4）設(shè)該金屬的相對分子質(zhì)量為X，該金屬為M． 以第一次加入35g硫酸為例，純硫酸的質(zhì)量是35g×14%=4.9g．
 M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
 X  98
1.2g   4.9g
則$\frac{X}{98}=\frac{1.2g}{4.9g}$，解得x=24，
根據(jù)相對原子質(zhì)量表，則該金屬為Mg．
根據(jù)“第三次加入硫酸充分反應(yīng)后的溶液蒸發(fā)掉8.3g水，且無晶體析出”，則稀硫酸的質(zhì)量為35.0×3=105g，參加反應(yīng)的金屬質(zhì)量為8.0g-4.4g=3.6g．
設(shè)生成的MgSO₄的質(zhì)量為Y，H₂的質(zhì)量為Z．
Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
24         120    2
3.6g        Y     Z
則$\frac{24}{3.6g}=\frac{120}{Y}=\frac{2}{Z}$，解得Y=18.0g，Z=0.3g
第三次加入硫酸以后，總共加入硫酸的質(zhì)量是35g×3=105g．
∴溶液的質(zhì)量是105g+3.6g-0.3g-8.3g=100.0g．
∴溶質(zhì)MgS0₄的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{18.0g}{100.0g}$×100%=18.0%．
故答案為：
（1）52.5%；（2）R+H₂SO₄═RSO₄+H₂↑；（3）$\frac{X}{98}=\frac{1.2g}{4.9g}$；（4）18.0%；

點評 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，第三次加入稀硫酸充分反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量=參加反應(yīng)金屬的質(zhì)量+三次所加稀硫酸的質(zhì)量-反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量；利用根據(jù)守恒定律化復(fù)雜的溶液計算為簡便明了．