Question

18．某同學(xué)為了測定黃銅屑（由鋅和銅形成的合金）樣品組成．分四次取樣品與稀硫酸反應(yīng)，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表．

樣品	第1份	第2份	第3份	第4份
取樣品質(zhì)量（g）	50.0	50.0	50.0	50.0
取稀硫酸質(zhì)量（g）	40.0	80.0	120.0	160.0
產(chǎn)生氣體質(zhì)量	0.4	0.8	1.0	1.0

試計(jì)算：
（1）在四份樣品所做的實(shí)驗(yàn)中，硫酸有剩余的是3、4；
（2）列式計(jì)算所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（3）請?jiān)趫D中畫出在50.0g樣品中加入稀硫酸的質(zhì)量與產(chǎn)生氣體質(zhì)量變化關(guān)系的示意圖．

（4）請計(jì)算恰好完全反應(yīng)時溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的條件可知，鋅與酸反應(yīng)，銅與酸不反應(yīng)．再由表中數(shù)據(jù)分析可知，第三次反應(yīng)是合金中的鋅反應(yīng)完了，前兩次是酸完全反應(yīng)，合金有剩余，再正確寫出方程式，由方程式求出鋅與硫酸的質(zhì)量，就可以求得黃銅中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）由圖表數(shù)據(jù)可以看出，第3、4次反應(yīng)生成氣體的質(zhì)量相等，而加入的稀硫酸的質(zhì)量是以40g/次增加的，且前兩次每次生成的氫氣的質(zhì)量為0.4g，第三次增加40g稀硫酸，此時增加氣體的質(zhì)量為1.0g-0.8g=0.2g，恰好反應(yīng)時需要硫酸質(zhì)量為100g，結(jié)合第四次的反應(yīng)，可以判斷第三、四次稀硫酸有剩余．
（2）設(shè)合金中含鋅的質(zhì)量為x，稀硫酸中含硫酸的質(zhì)量為y，生成硫酸鋅的質(zhì)量為z，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98    161   2
x   y      z  1.0g
$\frac{65}{x}$=$\frac{98}{y}$=$\frac{161}{z}$=$\frac{2}{1.0g}$
解得：x=32.5g，y=49g，z=80.5g
所用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{49g}{100g}$×100%=49%
（3）當(dāng)沒有硫酸加入時，就沒有氣體的放出，因此起點(diǎn)是（0，0）；比較第一份和第二份可以發(fā)現(xiàn)，每加入40克硫酸，氣體就會多放出0.4克，因此要想放出1.0克氣體，需要加入硫酸的質(zhì)量是100克，因此最高點(diǎn)是（100，1.0）；比較第一份和第二份可以發(fā)現(xiàn)，硫酸的質(zhì)量和氣體的質(zhì)量的比值相等（斜率相同），所以圖象是一條直線．

（4）恰好完全反應(yīng)時溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{80.5g}{32.5g+100g-1.0g}$×100%=61.2%
故答案為：（1）3、4； 
（2）49%（3）（4）61.2%．

點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生利用化學(xué)方程式和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式解答問題的能力．與正確解答本題，須知銅不與稀硫酸反應(yīng)．