现有铜与另一种金属元素的混合物粉末，可能是镁、铁、锌中的一种，现欲测定其组成．取该混合物粉末8.0g放入烧杯中，将140.0g14.0%的稀硫酸分四次加入该烧杯中，充分反应后，测得剩余固

Question

现有铜与另一种金属元素的混合物粉末，可能是镁、铁、锌中的一种，现欲测定其组成．
取该混合物粉末8.0g放入烧杯中，将140.0g14.0%的稀硫酸分四次加入该烧杯中，充分反应后，测得剩余固体质量数据记录如下：

次数	1	2	3	4
加入稀硫酸的质量/g	35.0	35.0	35.0	35.0
剩余固体的质量/g	6.8	5.6	4.4	4.2

求：
（1）该混合物粉末铜的质量分数？
（2）该混合物粉末中另一种金属为何种金属？
（3）第三次加入硫酸充分反应后，所得溶液中的溶质的质量分数是多少？

Answer 1

（1）分析表格发现，前三次每加入35g硫酸，剩余固体的质量就减少1.2g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量减少0.2g，说明另一种金属已经全部参加反应，剩余固体就是铜，所以铜的质量分数为(4.2g)/(8.0g)×100%=52.5%．
（2）设该金属的相对分子质量为X，该金属为M． 
以第一次加入35g硫酸为例，纯硫酸的质量是35g×14%=4.9g．
 M+H₂SO₄═MSO₄+H₂↑
 x     98
1.2g   4.9g
(X)/(98)═(1.2g)/(4.9g)
∴x=24，
根据相对原子质量表，则该金属为Mg．
（3）设MgSO₄的质量为Y，H₂的质量为Z．
第三次加入硫酸以后，总共加入硫酸的质量是35g×3=105g，则纯硫酸的质量是105g×14%═14.7g．
Mg+H₂SO₄═MgSO₄+H₂↑
     98     120    2
     14.7g   Y     Z
(98)/(14.7g)=(120)/(Y)=(2)/(Z)∴Y=18g∴Z=0.3g
∴溶液的质量是105g+8g-4.4g-0.3g=108.3g．
∴溶质MgS0₄的质量分数=(18g)/(108.3g)×100%=16.6%．
答：该混合物粉末铜的质量分数52.5%；该混合物粉末中另一种金属为镁；第三次加入硫酸充分反应后，所得溶液中的溶质的质量分数是16.6%．