Question

13．黃銅是一種常見的合金材料，其主要作用成分為Cu、Zn，還含有少量不與酸反應(yīng)也不溶于水的成分，現(xiàn)向一定質(zhì)量的黃銅中加入體積為100mL，密度ρ=1.2g/mL的稀硫酸，產(chǎn)生H₂的質(zhì)量和硫酸溶液體積的關(guān)系如圖所示．充分反應(yīng)后溶液中剩余固體的質(zhì)量為27g．
（1）觀察圖象，黃銅與硫酸充分反應(yīng)后，硫酸是否有剩余？是（選填“是”或“否”）
（2）黃銅中Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（請(qǐng)列式計(jì)算，結(jié)果精確到0.1%，下同）
（3）所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

Answer 1

分析 黃銅主要成分為Cu、Zn，鋅能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，銅不與稀硫酸反應(yīng)；現(xiàn)向一定質(zhì)量的黃銅中加入體積為100mL，由產(chǎn)生H₂的質(zhì)量和硫酸溶液體積的關(guān)系圖可知，當(dāng)加入稀硫酸的體積為40mL時(shí)，恰好完全反應(yīng)，生成氫氣的質(zhì)量為0.4g，由反應(yīng)的化學(xué)方程式列式計(jì)算出參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量、硫酸的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出黃銅中Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）觀察圖象，當(dāng)加入稀硫酸的體積為40mL時(shí)，恰好完全反應(yīng)，則黃銅與硫酸充分反應(yīng)后，硫酸有剩余．
（2）由圖象可知，當(dāng)加入稀硫酸的體積為40mL時(shí)，恰好完全反應(yīng)，生成氫氣的質(zhì)量為0.4g．
設(shè)參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為x，參加反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量為y，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98          2
x    y          0.4g
$\frac{65}{2}=\frac{x}{0.4g}$     x=13g
黃銅中Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{13g}{27g+13g}×$100%=32.5%．
（3）$\frac{98}{2}=\frac{y}{0.4g}$     y=19.6g
所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{19.6g}{40g}$×100%=49.0%．
答：（1）是；（2）黃銅中Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.5%；（3）所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49.0%．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握利用化學(xué)方程式與溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的綜合計(jì)算即可正確解答本題，細(xì)致地分析圖示信息，確定生成氫氣的質(zhì)量是正確解答本題的前提和關(guān)鍵．