Question

12．某銅的合金中另含鋅、鎂中的某種金屬、為了確認其成分進行如下實驗：取該合金樣品10.00g放入燒杯，然后將56.00g某稀硫酸平均分四次加入其中，每次充分反應(yīng)后燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)的質(zhì)量記錄如下、把第4次加入稀硫酸后所剩的固體物質(zhì)濾出．經(jīng)洗滌、干燥后稱重為6.10g．請回答下列問題：

序號	1	2	3	4
加稀硫酸的質(zhì)量/g	14.00	14.00	14.00	14.00
剩余物質(zhì)的質(zhì)量/g	23.96	37.92	51.88	65.88

（1）合金中銅與另一金屬的質(zhì)量比為61：39，實驗中生成H₂的總質(zhì)量為0.12g
（2）通過計算，確定該稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和另一種金屬是什么？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬活動性，銅不與硫酸反應(yīng)，說明所剩余固體全部為銅，則可知銅的質(zhì)量6.10g，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知氫氣的質(zhì)量；
（2）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；
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由硫酸質(zhì)量計算生成硫酸鹽的質(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)量守恒定律計算求得．

解答 解：（1）銅不與硫酸反應(yīng)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，樣品中銅的質(zhì)量為6.10g，合金中銅與另一金屬的質(zhì)量比為6.10g：（10.00g-6.10g）=61：39，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，實驗中生成H₂的總質(zhì)量為0.12g；
（2）（取到第三次的實驗數(shù)據(jù)為準(zhǔn)）設(shè)M金屬單質(zhì)的相對原子質(zhì)量為x．
參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量=10.0g-6.1g=3.9g．而參加反應(yīng)的硫酸溶液的質(zhì)量為14g×3=42g．
M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
x            2
3.9g       0.12g
則$\frac{x}{2}=\frac{3.9g}{0.12g}$，解得x=65，因此該金屬是鋅．（也可選取第一次或第二次實驗的數(shù)據(jù)計算）
（3）設(shè)該稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為y．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
    98         2
42.0g×y       0.12g
則$\frac{98}{2}=\frac{42.0gy}{0.12g}$，解得y=14%
故答案為：
（1）61：39；0.12g；（2）鋅；14%．

點評 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．