Question

Cu與Zn的合金稱為黃銅，有優良的導熱性和耐腐蝕性，可用作各種儀器零件．某化學興趣小組的同學為了測定某黃銅的組成，取20g該黃銅樣品于燒杯中，向其中分5次加入相同溶質質量分數的稀硫酸，使之充分反應．每次所用稀硫酸的質量及剩余固體的質量記錄于下表：

	加入稀硫酸的質量（g）	充分反應后剩余固體的質量（g）
第1次	20	17.4
第2次	20	14.8
第3次	20	12.2
第4次	20	12.0
第5次	20	m

試回答下列問題：
（1）網上述表格中m的值為

 

；
（2）黃銅樣品中鋅的質量分數為

 

；
（3）所用稀硫酸中硫酸的質量分數是多少？

 

．

Answer 1

分析：（1）分析反應及實驗數據：根據金屬活動性，合金中只有鋅可以與硫酸反應；根據質量守恒定律，由第1次實驗數據可知，每加入20g稀硫酸完全反應可放出20g-17.4g=2.6g，據此分析，第4次加入20g稀硫酸時放出氫氣質量12.2g-12.0g=0.2g＜2.6g，可判斷此時合金中金屬鋅已完全反應，所以，第5次加入的稀硫酸不再放出氫氣；
（2）使用金屬鋅完全反應時剩余固體銅的質量，計算樣品中金屬鋅的質量，利用鋅的質量與樣品的質量比計算黃銅樣品中鋅的質量分數；
（3）使用第1次實驗數據，由生成氫氣的質量，根據反應的化學方程式，計算參加反應硫酸的質量，利用硫酸的質量與所加稀硫酸的質量比計算所用稀硫酸中硫酸的質量分數．

解答：解：（1）根據質量守恒定律，由第1次實驗數據可知，每加入20g稀硫酸完全反應可放出20g-17.4g=2.6g，據此分析，第4次加入20g稀硫酸時放出氫氣質量12.2g-12.0g=0.2g＜2.6g，可判斷此時合金中金屬鋅已完全反應，所以，第5次加入的稀硫酸不再消耗金屬而不再放出氫氣，因此充分反應后剩余固體的質量仍為12g；
故答案為：12.0（或12）；
（2）黃銅樣品中鋅的質量分數=

20g-12g

20g

×100%=40%；
故答案為：40%；
（3）設所用稀硫酸中硫酸的質量分數為x，據題意得：
H₂SO₄ +Zn═ZnSO₄+H₂↑（1分）
 98     65
20g×x  20g-17.4g=2.6g

98

20g×x

=

65

2.6g

  x=19.6%
答：所用稀硫酸中溶質的質量分數為19.6%．（合理解法均給分）

點評：計算所用稀硫酸的溶質質量分數時，注意選取稀硫酸完全反應時的實驗數據即前三次實驗的數據進行計算．