Question

7．某黃銅僅由銅和鋅組成，為測定黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，取樣品10g，分四次向其中加入稀硫酸使之充分反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表：

次數(shù)	第一次	第二次	第三次	第四次
加入稀硫酸的質(zhì)量/g	10	10	10	10
剩余固體的質(zhì)量/g	8.7	7.4	7	7

認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：
（1）黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%；
（2）所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）由于鋅能與稀硫酸反應(yīng)而銅不與稀硫酸反應(yīng)，因此當(dāng)稀硫酸過量時(shí)所剩余固體全部為銅；根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)可知，第四次所加入的稀硫酸并未發(fā)生發(fā)生，此時(shí)剩余固體為銅；根據(jù)銅和樣品的質(zhì)量即可計(jì)算黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）由于第一次實(shí)驗(yàn)中稀硫酸完全反應(yīng)，因此可由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中第一次中鋅與稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系，判斷樣品中鋅完全反應(yīng)時(shí)消耗稀硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量；利用稀硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量和溶液的質(zhì)量即可求得稀硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）由于第一次實(shí)驗(yàn)中稀硫酸完全反應(yīng)，因此可由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中第一次中鋅與稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系，判斷樣品中鋅完全反應(yīng)時(shí)消耗稀硫酸的質(zhì)量及生成硫酸鋅、氫氣的質(zhì)量，利用這些物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系可完成恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算．

解答 解：（1）剩余固體質(zhì)量為7g而不再減少，則樣品中銅的質(zhì)量為7g，黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{7g}{10g}$×100%=70%；
故答案為：70%．
（2）設(shè)樣品中鋅完全反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的稀硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量為x，
     Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
    65   98  
10g-8.7g  x    
$\frac{65}{10g-8.7g}=\frac{98}{x}$
解得：x=1.96g；
則稀硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{1.96g}{10g}$×100%=19.6%；
答：所加入的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)19.6%
（3）設(shè)樣品中鋅完全反應(yīng)時(shí)生成硫酸鋅的質(zhì)量為x，放出氫氣質(zhì)量為y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65        161   2
10g-7g     x    y
$\frac{65}{10g-7g}=\frac{161}{x}=\frac{2}{y}$
x≈7.43g，
y≈0.09g
由第一次反應(yīng)的數(shù)據(jù)，樣品中鋅完全反應(yīng)時(shí)消耗稀硫酸的質(zhì)量=$\frac{3g}{10g-8.7g}$×10g≈23.08g
則恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{7.43g}{（10g-7g）+23.08g-0.09g}$×100%≈28.6%
答：恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28.6%．

點(diǎn)評 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液的質(zhì)量=樣品中鋅的質(zhì)量+恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗稀硫酸的質(zhì)量-放出氫氣的質(zhì)量．