Question

（2013?揭東縣一模）某合金可能由銅與鎂、鋅中的一種組成，現(xiàn)欲測定其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取該合金樣品30g放入燒杯中，然后將200g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6%的稀硫酸平均分四次依次加入該燒杯中，每次均充分反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

請計(jì)算：
（1）30g該合金中銅的質(zhì)量為

9.0g

，所含另一種金屬是

Zn

．
（2）第三次加入稀硫酸充分反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出解題過程，結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬活動性，銅不與硫酸反應(yīng)，第4次加入稀硫酸固體質(zhì)量減少量小于前三次，說明所剩余固體全部為銅；利用前三次反應(yīng)所消耗硫酸的質(zhì)量，由反應(yīng)中金屬質(zhì)量與硫酸質(zhì)量關(guān)系，計(jì)算出金屬的相對原子質(zhì)量，根據(jù)金屬的相對原子質(zhì)量判斷金屬；
（2）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由硫酸質(zhì)量計(jì)算生成硫酸鹽的質(zhì)量、放出氫氣的質(zhì)量，硫酸鹽的質(zhì)量與反應(yīng)后溶液質(zhì)量比可計(jì)算所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；其中反應(yīng)后溶液質(zhì)量可利用質(zhì)量守恒定律計(jì)算求得．

解答：解：（1）銅不與硫酸反應(yīng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，樣品中銅的質(zhì)量為9.0g
取到第三次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)
參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量=30.0g-10.5g=19.5g．
而參加反應(yīng)的硫酸溶液的質(zhì)量為50g×3=150g．
設(shè)M金屬單質(zhì)的相對原子質(zhì)量為x．
M+H₂SO₄ ═MSO₄ +H₂↑
x      98
19.5g 150g×19.6%

x

19.5g

=

98

150g×19.6%

x=65 因此該金屬是鋅．
故答案為：9.0g；Zn
（也可選取第一次或第二次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)計(jì)算）
（3）設(shè)第三次所得溶液中ZnSO4的質(zhì)量為y，生成H₂的質(zhì)量為z．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄ +H₂↑
    98     161   2
150g×19.6% y    z

98

150g×19.6%

=

161

y

=

2

z

y=48.3g
z=0.6g
ZnSO₄溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

48.3g

150g+19.5g-0.6g

×100%≈28.6%
答：第三次加入硫酸充分反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為28.6%．

點(diǎn)評：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，第三次加入硫酸充分反應(yīng)后，所得溶液的質(zhì)量=參加反應(yīng)金屬的質(zhì)量+前三次所加稀硫酸的質(zhì)量-放出氫氣的質(zhì)量．