Question

某化學實驗小組要檢測黃銅(銅、鋅合金)中金屬銅的純度，同學們取20 g黃銅樣品，向其中分三次共加入15 g鹽酸溶液，充分反應后測得實驗結果如下：

請計算：(1)第2次實驗產生氫氣的質量m=     g。
(2)黃銅(銅、鋅合金)中金屬銅的純度。
(3)該鹽酸溶液中溶質的質量分數。

Answer 1

(1)0.04        (2)83.75%       (3)29.2%

(1)根據第1、3次中加入鹽酸的質量和生成的氣體的質量進行分析；第1次加5 g鹽酸生成0.04 g氫氣，第3次加5 g鹽酸還生成了0.02 g氫氣，說明第2次反應中金屬是過量的，也生成0.04 g氫氣，故答案為0.04 g；
(2)根據生成氫氣的量和鋅與鹽酸反應的化學方程式中的等量關系進行分析。由題意知，該反應共生成氫氣0.04 g+0.04 g+0.02 g="0.1" g，據此利用化學方程式，即可計算出合金中鋅的質量，從而求得銅的質量，解題過程如下：
解：設生成0.04 g+0.04 g+0.02 g="0.1" g氫氣，需金屬鋅的質量為x。
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65              2
x               0.1 g

合金中銅的質量分數：
(3)由實驗數據可知，第1、2次實驗中的鹽酸完全反應，第3次實驗中的鹽酸未完全反應，故求鹽酸中溶質質量分數時，應根據第1、2次實驗結果進行計算，解題過程為：設5 g鹽酸中溶質的質量為y。
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
73           2
y           0.04 g
        解得：y="1.46" g
則鹽酸溶液中溶質的質量分數為
答：黃銅(銅、鋅合金)中金屬銅的質量分數為83.75%；該鹽酸溶液中溶質的質量分數為29.2%。