Question

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．取該混合物粉末20.0g放入燒杯中，將160.0g 9.70%的稀鹽酸分四次加入該燒杯中，充分反應(yīng)后，測得燒杯中剩余物質(zhì)的質(zhì)量數(shù)據(jù)如下表，且最終剩余固體的質(zhì)量為8.8g．

次數(shù)	1	2	3	4
加入稀鹽酸的質(zhì)量/g	40.0	40.0	40.0	40.0
燒杯中剩余物質(zhì)的質(zhì)量/g	59.88	99.76	139.64	179.60

通過分析計算回答下列問題：
（1）該混合物粉末中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
（2）通過計算推斷該混合物粉末中另一金屬為何種金屬．（寫出計算過程）
（3）畫出反應(yīng)中生成的H₂　質(zhì)量與稀鹽酸的質(zhì)量變化的圖象．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬活動性順序，銅與酸不反應(yīng)，反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量即為銅的質(zhì)量．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知第一次反應(yīng)前后燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量差為放出氫氣的質(zhì)量，根據(jù)化學(xué)方程式可計算出此金屬的相對原子質(zhì)量．
（3）因為金屬與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量和鹽酸的量成正比，分析圖表知第一次生成的氫氣質(zhì)量為0.12g，第二次生成氣體的質(zhì)量為0.24g，第三次生成氫氣的質(zhì)量為0.36g，第四次生成氫氣的質(zhì)量為0.4g，根據(jù)生成氫氣的質(zhì)量和反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量呈正比，可求出金屬恰好反應(yīng)完時消耗鹽酸的質(zhì)量，即可畫出圖象．

解答：解：
（1）因銅與酸不反應(yīng)，反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量8.8g即為銅的質(zhì)量．質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

8.8g

20g

×100%=44%
故答案為：44%
（2）根據(jù)題意知反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為20g-8.8g=11.2g，生成氫氣的質(zhì)量為0.4g．
設(shè)該金屬為R，其相對原子質(zhì)量為r（給定金屬都是二價金屬，所以我們按照二價金屬進(jìn)行計算）
R+2HCl═RCl₂+H₂↑
r             2
11.2g        0.4g

r

11.2g

=

2

0.4g

解得：r=56
相對原子質(zhì)量為56的元素是鐵元素．
答：另一種金屬為鐵．
（3）因為金屬與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量和鹽酸的量成正比，分析圖表知第一次生成的氫氣質(zhì)量為0.12g，第二次生成氣體的質(zhì)量為0.24g，第三次生成氫氣的質(zhì)量為0.36g，第四次生成氫氣的質(zhì)量為0.4g，根據(jù)生成氫氣的質(zhì)量和反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量呈正比，可知反應(yīng)的鹽酸質(zhì)量為120g+

40g

3

=133.3g，
所以圖象的轉(zhuǎn)折點的坐標(biāo)為（133.3，0.4），故圖象為：

點評：本題是一道很好的試題，考查了學(xué)生分析圖表獲取信息的能力，同上考查了學(xué)生根據(jù)化學(xué)方程式計算及結(jié)合數(shù)學(xué)思想處理化學(xué)問題的能力．