Question

20．某化學(xué)興趣小組欲測(cè)定黃銅（銅鋅合金）中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下三套方案，（黃銅中的雜質(zhì)忽略不計(jì)）
方案一：步驟（1）取少量黃銅用砂紙打磨，打磨的目的是除去黃銅表面的物質(zhì)．
（2）粉碎，稱取10克黃銅粉末置于燒杯中．
（3）在你燒杯中加入100克足量的稀鹽酸充分反應(yīng)．
（4）反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量固體質(zhì)量為3.4克，由此計(jì)算該黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66%．
方案二：如圖1所示
取少量黃銅用砂紙打磨、粉碎后稱取10克放置于盛有100克足量的稀鹽酸的燒杯中，充分反應(yīng)后稱量燒杯中的總質(zhì)量為109.7克．由此計(jì)算該黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.5%．

方案三：如圖2所示，取少量黃銅用砂紙打磨、粉碎后稱取1克放置于錐形瓶中，用注射器加入50mL足量的稀鹽酸，量筒中收集到272.2mL水，由此計(jì)算該黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為79.63%．（氫氣的密度為0.09g/L）
小組同學(xué)一致認(rèn)為方案二的結(jié)果不準(zhǔn)確．理由是反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣中含有鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體．

Answer 1

分析 銅不能和稀鹽酸反應(yīng)，鋅能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣；
根據(jù)銅的質(zhì)量，或反應(yīng)生成的氫氣的質(zhì)量可以計(jì)算該黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：方案一：
（1）取少量黃銅用砂紙打磨，打磨的目的是除去黃銅表面的物質(zhì)；
（4）反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量固體質(zhì)量為3.4g，則鋅的質(zhì)量為：10g-3.4g=6.6g，
該黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{6.6g}{10g}$×100%=66%．
故填：除去黃銅表面的物質(zhì)；過(guò)濾；66%．
方案二：
設(shè)鋅的質(zhì)量為x，
反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為：10g+100g-109.7g=0.3g，
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑，
65             2
x             0.3g
$\frac{65}{x}$=$\frac{2}{0.3g}$，
x=9.75g，
該黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{9.75g}{10g}$×100%=97.5%，
故填：97.5%．
方案三：
設(shè)鋅的質(zhì)量為y，
反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為：0.09g/L×0.2722L=0.0245g，
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑，
65             2
y           0.0245g
$\frac{65}{y}$=$\frac{2}{0.0245g}$，
y=0.7963g，
該黃銅樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.7963g}{1g}$×100%=79.63%；
小組同學(xué)一致認(rèn)為方案二的結(jié)果不準(zhǔn)確．理由是：反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣中含有鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體．
故填：79.63%；反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣中含有鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體．

點(diǎn)評(píng) 方案二中計(jì)算生成氫氣的質(zhì)量時(shí)利用了差量法，差量法在計(jì)算中的應(yīng)用很廣泛，解答的關(guān)鍵是要分析出物質(zhì)的質(zhì)量差與要求的未知數(shù)之間的關(guān)系，再根據(jù)具體的數(shù)據(jù)求解．