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．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，充分反應后，測得燒杯中剩余物質的質量數據如下表，且最終剩余固體的質量為8.8g．

次數	1	2	3	4
加入稀鹽酸的質量/g	40.0	40.0	40.0	40.0
燒杯中剩余物質的質量/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量分數為
（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）畫出反應中生成的H₂　質量與稀鹽酸的質量變化的圖象．

Answer 1

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

解答：解：
（1）因銅與酸不反應，反應后剩余固體質量8.8g即為銅的質量．質量分數為

8.8g

20g

×100%=44%
故答案為：44%
（2）根據題意知反應的金屬的質量為20g-8.8g=11.2g，生成氫氣的質量為0.4g．
設該金屬為R，其相對原子質量為r（給定金屬都是二價金屬，所以我們按照二價金屬進行計算）
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生成氫氣的質量和鹽酸的量成正比，分析圖表知第一次生成的氫氣質量為0.12g，第二次生成氣體的質量為0.24g，第三次生成氫氣的質量為0.36g，第四次生成氫氣的質量為0.4g，根據生成氫氣的質量和反應的鹽酸的質量呈正比，可知反應的鹽酸質量為120g+

40g

3

=133.3g，
所以圖象的轉折點的坐標為（133.3，0.4），故圖象為：

點評：本題是一道很好的試題，考查了學生分析圖表獲取信息的能力，同上考查了學生根據化學方程式計算及結合數學思想處理化學問題的能力．