Question

9．為了測定某含雜質17%的黃銅樣品中銅的質量分數（雜質中不含銅、鋅元素，雜質不溶于水，不與稀硫酸反應，），某化學小組進行了如圖實驗：

（1）配制上述質量分數為9.8%的稀硫酸，需要質量分數為98%的濃硫酸的質量是20g；
（2）發(fā)生反應的化學方程式為Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（3）根據已知條件列出求解100g該黃銅樣品中參加反應的鋅質量（x）的比例式為$\frac{98}{65}$=$\frac{200g×9.8%}{x}$；
（4）該黃銅樣品中銅的質量分數是70%；
（5）如圖向過濾后所得濾液中加入189.9g水后，則最終所得溶液中溶質的質量分數是8%；
（6）若冶煉400t上述黃銅樣品，需要含雜質30%的輝銅礦（主要成分是Cu₂S）的質量為500t．

Answer 1

分析 （1）稀釋濃溶液過程中，是加入水，所以溶質的質量不變；
（2）銅和鋅中，只有鋅和硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣；
（3）由于200g9.8%的稀硫酸是恰好完全反應，所以可以根據硫酸的消耗量計算消耗的鋅的質量；
（4）銅在樣品中的質量分數等于$\frac{銅的質量}{樣品的質量}$×100%
（5）反應后溶液中溶質的質量分數，需要知道溶質的質量（即硫酸鋅需要求算），還需要知道溶液的質量（可以采取硫酸中的水加上加入的水）
（6）根據銅元素守恒或者化學式計算均可．

解答 解：溶液稀釋過程中溶質的質量保持不變．
設需要的98%的濃硫酸的質量為x．
98%×x=200g×9.8%
x=20g
設參加反應的鋅的質量為x，生成的硫酸鋅的質量為y，生成的氫氣的質量為z．
Zn+H₂SO₄ ═ZnSO₄+H₂↑
65      98             161        2
x   200g×9.8%      y         z
$\frac{65}{x}$=$\frac{98}{200g×9.8%}$=$\frac{161}{y}$=$\frac{2}{z}$
x=13g
y=32.2g
z=0.4g
則樣品中銅的質量分數為$\frac{100g-100g×17%-13g}{100g}$×100%=70%
反應后所得溶液加上189.9g水后的質量為13g+200g-0.4g+189.9g=402.5g
或者溶質加溶劑=32.2g+200g×（1-9.8%）+189.9g=402.5g
則加入水后所得溶液的溶質的質量分數為$\frac{32.2g}{402.5g}×100%$=8%
設若冶煉400t上述黃銅樣品，需要含雜質30%的輝銅礦（主要成分是Cu₂S）的質量為m．
400t×70%=（1-30%）×$\frac{64×2}{64×2+32}$×100%×m
m=500t
故答案為：
（1）20g
（2）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
（3）$\frac{98}{65}$=$\frac{200g×9.8%}{x}$
（4）70%
（5）8%
（6）500t

點評 題目給的很龐大，其實問題設計部復雜，所以要慢慢理順，不要被表面的龐大嚇暈．