Question

化學(xué)興趣小組的同學(xué)為測定黃銅（已知：黃銅中只有銅和鋅）中銅的含量，她稱取20g黃銅于燒杯中，將200g稀硫酸分5次加入到20g黃銅樣品中，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
加入硫酸的質(zhì)量\g	40	40	40	40	40
剩余固體的質(zhì)量\g	16.75	a	10.25	8	8

（1）第二次加入硫酸后，a為

13.5

g；
（2）樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)為

40%

；
（3）所用稀硫酸的質(zhì)量分數(shù)是多少？

Answer 1

分析：（1）分析反應(yīng)及實驗數(shù)據(jù)：根據(jù)金屬活動性，合金中只有鋅可以與硫酸反應(yīng)；由數(shù)值可知第一次到第三次固體一直減小，所以前三次酸會完全反應(yīng)，所以可知40g硫酸能夠反應(yīng)的鋅的質(zhì)量是20g-16.75g=3.25g，由此可求m的值；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，第4次再加入40g稀硫酸時，第三次剩余固體還能在減少，說明前三次加入的硫酸完全參加了反應(yīng)，反應(yīng)掉的鋅的質(zhì)量為：20g-10.25g=9.75g，據(jù)此由第四次反應(yīng)掉的鋅的質(zhì)量為：10.25g-8g=2.25g＜3.25g，可判斷此時合金中金屬鋅已完全反應(yīng)，剩余的固體8g的成分是銅；

（3）根據(jù)上述分析可知，40g稀硫酸完全反應(yīng)時反應(yīng)掉了3.25g的鋅．根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，可求出40g稀硫酸中參加反應(yīng)硫酸的質(zhì)量，根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算公式，可以求出所用稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)；

解答：解：（1）由金屬活動性可知，合金中只有鋅可以與硫酸反應(yīng)；由表中的數(shù)據(jù)可知：第4次再加入40g稀硫酸時．第三次剩余固體還能在減少，說明前三次加入的硫酸完全參加了反應(yīng)．則可知40g稀硫酸能夠消耗的鋅的質(zhì)量是20g-16.75g=3.25g，故a=16.75g-3.25g=13.5g；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，第4次再加入40g稀硫酸時，第三次剩余固體還能在減少，說明前三次加入的硫酸完全參加了反應(yīng)，反應(yīng)掉的鋅的質(zhì)量為：20g-10.25g=9.75g，據(jù)此由第四次反應(yīng)掉的鋅的質(zhì)量為：10.25g-8g=2.25g＜3.25g，可判斷此時合金中金屬鋅已完全反應(yīng)，剩余的固體8g的成分是銅；故合金中銅的質(zhì)量分數(shù)為

8g

20g

×100%=40%；

（3）由以上的分析可知40g稀硫酸能夠消耗鋅的質(zhì)量是3.25g
設(shè)40g稀硫酸中硫酸的質(zhì)量為x
H₂SO₄ +Zn═ZnSO₄+H₂↑
98    65
x    3.25g

98

x

=

65

3.25g

解得：x=4.9g
稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為：

4.9g

40g

×100%=12.25%
故答案為：（1）13.5；（2）40%；（3）所用稀硫酸的質(zhì)量分數(shù)是12.25%；

點評：本題主要考查合金中金屬與酸的反應(yīng)及合金中金屬質(zhì)量分數(shù)的計算等，學(xué)生應(yīng)能利用表格進行數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用，要注意利用化學(xué)方程式計算的格式規(guī)范．