Question

4．為測(cè)定某Cu-Zn合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某同學(xué)將10g該合金放入到盛有40g足量稀硫酸的燒杯中，充分反應(yīng)后，測(cè)得燒杯中剩余物的質(zhì)量為49.9g．
（1）生成氫氣的質(zhì)量為0.1g；體積為1.11L（氫氣的密度為0.09g/L）
（2）計(jì)算原合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）相同質(zhì)量的鎂鋁鋅分別與相同質(zhì)量20%的鹽酸充分反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣質(zhì)量（直接用各金屬表示）大小關(guān)系有以下幾種猜測(cè)：①M(fèi)g＞Al＞Zn；②Al＞Mg＞Zn；③Al=Mg=Zn；④Al=Mg＞Zn；⑤Al=Zn＞Mg；⑥Al＞Mg=Zn．其中合理的個(gè)數(shù)為C
A．5個(gè)     B．4個(gè)     C．3個(gè)     D．2個(gè)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)黃銅的成分銅和鋅的性質(zhì)可知，加入稀硫酸時(shí)，只有鋅與硫酸反應(yīng)生成了硫酸鋅和氫氣；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，燒杯內(nèi)質(zhì)量的減少的質(zhì)量即生成的氫氣質(zhì)量，根據(jù)密度公式計(jì)算氫氣的體積．
（2）據(jù)此根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式列式計(jì)算出參加反應(yīng)鋅的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出銅的質(zhì)量和銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）根據(jù)每24份質(zhì)量的鎂會(huì)與73份質(zhì)量的鹽酸反應(yīng)生成2份質(zhì)量的氫氣，鎂54份質(zhì)量的鋁和219份質(zhì)量的鹽酸反應(yīng)生成6份質(zhì)量的氫氣，每65份質(zhì)量鋅和73份質(zhì)量的鹽酸反應(yīng)生成2份質(zhì)量的氫氣，結(jié)合題中的選項(xiàng)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為：10g+40g-49.9g=0.1g；體積為$\frac{0.1g}{0.09g/L}$=1.11L；
（2）設(shè)黃銅樣品中鋅的質(zhì)量為x，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65                            2
x                           0.1g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.1g}$
x=3.25g
黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10g-3.25g}{10g}$×100%=67.5%
每24份質(zhì)量的鎂會(huì)與73份質(zhì)量的鹽酸反應(yīng)生成2份質(zhì)量的氫氣，鎂54份質(zhì)量的鋁和219份質(zhì)量的鹽酸反應(yīng)生成6份質(zhì)量的氫氣，每65份質(zhì)量鋅和73份質(zhì)量的鹽酸反應(yīng)生成2份質(zhì)量的氫氣，假設(shè)金屬的質(zhì)量都是24g，等質(zhì)量的金屬消耗鹽酸的質(zhì)量分別是：
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，
24     73
24g    73g
2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
54     219
24g    97.3g
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65     73
24g   27g
令三種金屬質(zhì)量均為24g，則
當(dāng)鹽酸質(zhì)量m＞73g時(shí)，生成氫氣的質(zhì)量：Al＞Mg＞Zn；
當(dāng)鹽酸質(zhì)量27g＜m≤73g時(shí)，生成氫氣質(zhì)量：Al=Mg＞Zn；
當(dāng)鹽酸質(zhì)量m≤27g時(shí)，生成氫氣質(zhì)量：Al=Mg=Zn
所以，②③④這3個(gè)猜測(cè)合理，即答案選C
答案：（1）0.1g；1.11L；（2）黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為67.5%．（3）C．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算即可正確解答本題，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計(jì)算出氫氣的質(zhì)量是正確解答本題的前提和關(guān)鍵．