Question

a、常熟白雪冰箱廠新購進了一批黃銅（銅鋅合金）．為了測定這批黃銅中銅的質量分數，化驗人員將取來的樣品先加工成粉未，然后利用該粉末與稀硫酸在燒杯內發生反應．在所進行的三次實驗中，只有一次所取用的稀硫酸與黃銅樣品是恰好完全反應的．有關實驗數據記錄如下：

實驗次數	1	2	3
所取黃銅樣品的質量/g	10.0	10.0	20.0
加入稀硫酸的質量/g	100.0	80.0	80.0
反應后燒杯內剩余物質的質量/g	109.8	89.8	99.8

請分析實驗數據，完成下列問題：
（1）黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應時兩種物質的質量之比為______，該黃銅樣品中銅的質量分數為______．
（2）計算黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應后所得的溶液中溶質的質量分數．（計算結果精確到0.1%）
b、課題小組為測定某石灰石樣品中CaCO₃的含量，取10g石灰石樣品放在燒杯中，然后向其中注入一定量某質量分數的稀鹽酸，使之與樣品充分反應（雜質不參與反應）．隨反應進行，注入稀鹽酸的質量與反應得到氣體的質量呈如圖所示關系．請完成下列計算內容：
（1）樣品中CaCO₃的含量是多少？
（2）所用稀鹽酸的質量分數是多少？
我解答______小題（請在橫線上填寫題號“a”或“b”，以確認你的選擇）．

Answer 1

【答案】分析：a．根據金屬活動性順序可得知，黃銅中銅不與稀硫酸發生反應，則反應后燒杯內剩余物質為銅和反應后的溶液．根據質量守恒定律，可求得每次實驗所放出氫氣的質量都為0.2g．
（1）實驗2和實驗1對比，可得知10g黃銅全部反應；實驗2和實驗3對比，可得知80g稀硫酸全部反應．綜上所述，實驗2中的兩物質恰好完全反應；
樣品中銅的質量和樣品質之比即為樣中銅的質量分數，而銅不參加反應，銅的質量可這樣求得：樣品質量-金屬鋅的質量=黃銅樣品中銅的質量，所以需要根據放出0.2g氫氣先計算出金屬鋅的質量．
（2）黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應后所得的溶液為硫酸鋅溶液，需要計算該溶液中溶質硫酸鋅的質量．可根據鋅與硫酸反應的化學方程式，由生成氫氣質量0.2g進行計算．
b．據關系圖可知，10g石灰石樣品完全反應，消耗稀鹽酸65.7g，同時放出CO₂氣體3.96g．根據反應的化學方程式，由CO₂氣體3.96g計算出樣品中碳酸鈣和稀鹽酸中HCl的質量．
解答：解：a．（1）黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應時兩種物質的質量分別為10g和80g，則兩物質的質量比=10g：80g=1：8
故答：1：8；
黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應后所得氫氣質量=10.0g+80.0g-89.8g=0.2g
設參加反應鋅的質量為x，生成的硫酸鋅質量為y
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65        161   2
x          y   0.2g
65：2=x：0.2g  解之得  x=6.5g
黃銅樣品中銅的質量分數==35%
故答：35%；
（2）161：2=y：0.2g  解之得  y=16.1g
所得溶液的溶質質量分數==18.7%
答：所得溶液的溶質質量分數為18.7%

b．設樣品中CaCO₃的質量為x，參加反應稀鹽酸中HCl的質量為y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100   73         44
x     y         3.96g
100：x=44：3.96g 解之得  x=9g
73：y=44：3.96g 解之得  y=6.57g
（1）石灰石樣品中CaCO₃的含量==90%
（2）所用稀鹽酸的質量分數==10%
答：（1）樣品中CaCO₃的含量為90%；（2）所用稀鹽酸的質量分數為10%．
點評：根據數據列表或關系圖，找出反應中某物質的質量是這一類問題的解決方法．