Question

現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，現欲測定其組成．
【查閱資料】（1）鎂、鐵、鋅皆能與稀硫酸發生置換反應，且生成+2價的可溶性金屬硫酸鹽和氫氣．
（2）相對原子質量：Mg﹣24、Fe﹣56、Zn﹣65
【實驗步驟及數據】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，充分反應后，測得剩余固體質量數據記錄如下：

次數	1	2	3	4
加入稀硫酸的質量/g	35．O	35.0	35．O	35．O
剩余固體的質量/g	6.8	5.6	4.4	4.2

 
通過計算（寫出計算過程），求：
（1）該混合物粉末中銅的質量分數？
（2）該混合物粉末中另一金屬為何種金屬？
（3）第三次加入硫酸充分反應后，所得溶液中溶質的質量分數是多少？

Answer 1

該混合物粉末中銅的質量分數是52.5%；該混合物粉末中另一金屬為金屬鎂；第三次加入硫酸充分反應后，所得溶液中溶質的質量分數是16.6%．

試題分析：（1）混合物中Cu的質量分數=
（2）設該金屬M的相對原子質量為X，第4次反應的稀硫酸質量為
反應的總稀硫酸質量是35g×3+=
M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
X          98
8g﹣4.2g   ×14%
X：98=3.8g：×14%
X=24
所以該金屬是鎂．
（3）設所得溶液中MgSO₄的質量為y，生成H₂的質量為z
Mg+H₂SO₄ ═MgSO₄+H₂↑
98         120  2
105g×14%     y        z
98：120═105g×14%：y   y=18g
98：2═105g×14%：z   z=0.3g
MgSO₄溶液的質量分數為18g/（105g+3.6g﹣0.3g）×100%≈16.6%
答：該混合物粉末中銅的質量分數是52.5%；該混合物粉末中另一金屬為金屬鎂；第三次加入硫酸充分反應后，所得溶液中溶質的質量分數是16.6%．