Question

為了測定黃銅（銅、鋅合金）的組成，某研究性學習小組稱取該樣品10g放入燒杯中，將80g9.8%的稀硫酸分四次加入該燒杯中，充分反應(yīng)后，測得剩余固體質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄如下：

次數(shù)	1	2	3	4
加入稀硫酸的質(zhì)量/g	20.0	20.0	20.0	20.0
剩余固體的質(zhì)量/g	8.7	7.4	6.1	5.8

試計算：
（1）樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)是

 

；
（2）反應(yīng)所消耗的硫酸溶液質(zhì)量；
（3）第三次加入硫酸充分反應(yīng)后，所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是

 

．

Answer 1

分析：根據(jù)金屬的活動性可知，黃銅中銅不能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，而鋅可與稀硫酸放出氫氣；隨鋅與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，剩余固體質(zhì)量不斷減少；
（1）由第1次實驗數(shù)據(jù)，加入20g稀硫酸固體質(zhì)量減少1.3g，說明20g稀硫酸完全反應(yīng)可消耗1.3g鋅；
（2）對比后面的實驗數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，第4次加入20g稀硫酸時，固體質(zhì)量只減少0.3g而非1.3g，可以說明此時黃銅中的鋅已完全反應(yīng)，則所剩余固體為不與稀硫酸反應(yīng)的銅；根據(jù)反應(yīng)的化學方程式，可由反應(yīng)消耗鋅的質(zhì)量計算參加反應(yīng)的稀硫酸的質(zhì)量；
（3）前三次反應(yīng)中稀硫酸都完全反應(yīng)，所以，第三次加入硫酸充分反應(yīng)后所得溶液為硫酸鋅溶液；根據(jù)反應(yīng)的化學方程式，由消耗硫酸的質(zhì)量計算生成物硫酸鋅的質(zhì)量與所得溶液的比即溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）黃銅樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)=

5.8g

10g

×100%=58.0%；
故答案為：58.0%；
（2）參加反應(yīng)鋅的質(zhì)量=10g-5.8g=4.2g
設(shè)共消耗的硫酸溶液質(zhì)量為x
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65   98
4.2g 9.8%x

65

4.2g

=

98

98%X

 x=64.6g
答：共消耗硫酸溶液的質(zhì)量是64.6g；
（3）參加反應(yīng)鋅的質(zhì)量=10g-6.1g=3.9g
設(shè)前三次反應(yīng)生成硫酸鋅的質(zhì)量為y，放出氫氣質(zhì)量為z
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65         161  2
3.9g        y   z

65

3.9g

=

161

y

 y=9.66g

65

3.9g

 =

2

z

 z=0.12g
所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=

9.66g

3.9g+60g-0.12g

×100%≈15.1%
故答案為：15.1%．

點評：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，第三次實驗后所得溶液質(zhì)量=參加反應(yīng)鋅的質(zhì)量+三次實驗所加稀硫酸質(zhì)量-放出氫氣的質(zhì)量．