Question

18．“黃銅”是銅鋅合金，具有較強機械性能，街頭許多“金色”飾品就是用它來制作的．某研究性學習小組為了測定黃銅中銅的質量分數，稱取20g黃銅樣品，放入燒杯中，然后加入某濃度的稀硫酸用玻璃棒攪拌至不再產生氣泡為止恰好用去100g，稱量剩余物質的總質量為119.8g．請計算：
（1）該銅鋅合金中銅的質量分數．
（2）稀硫酸溶液的質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據質量守恒定律，在化學反應中，參加反應前各物質的質量總和等于反應后生成各物質的質量總和．因為產生的氣體逸出，故產生氫氣的質量=反應前各物質的質量總和-反應后生成各物質的質量總和；因為銅的金屬活動性在（H）后，不能與鹽酸反應，故混合物中只有鋅參與反應；利用鋅與鹽酸反應的化學方程式和產生的氣體質量，列出比例式，就可計算出銅鋅合金中鋅的質量，進而計算出銅鋅合金中銅的質量．然后根據質量分數公式計算即可．
（2）由氣體的質量根據鋅與硫酸反應的化學方程式可以計算出消耗硫酸的質量，進而計算出稀硫酸的溶質質量分數．

解答 解：（1）根據質量守恒定律，產生氫氣的質量=20g+100g-119.8g=0.2g；
設反應消耗鋅的質量為x；
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
x              0.2g
$\frac{65}{2}=\frac{x}{0.2g}$
解之得：x=6.5g；
該銅鋅合金中銅的質量為：20g-6.5g=13.5g，
則該銅鋅合金中銅的質量分數為：$\frac{13.5g}{20g}$×100%=67.5%．
答：該銅鋅合金中銅的質量分數為67.5%．
（2）設參加反應的H₂SO₄質量為x，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
    98          2
    x           0.2g
$\frac{98}{2}=\frac{x}{0.2g}$
x=9.8g
反應所用稀硫酸中溶質的質量分數是$\frac{9.8g}{100g}$×100%=9.8%
答：反應所用稀硫酸中溶質的質量分數是9.8%．

點評 本題主要考查學生利用化學方程式和質量守恒定律綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．