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	40	m
第2次	40	14.8
第3次	40	12.2
第4次	40	11.2
第5次	40	11.2

試回答下列問題：
（1）從以上數據可知，最后剩余的11.2g固體的成分是

Cu

；表格中，m=

17.4

．
（2）黃銅樣品中鋅的質量分數為

44%

．
（3）計算所用稀硫酸中硫酸的質量分數是多少？
（4）配制100g該濃度的稀硫酸需要質量分數為98%濃硫酸的質量是多少？

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，第4次再加入40g稀硫酸時，第三次剩余固體還能在減少，說明前三次加入的硫酸完全參加了反應，反應掉的鋅的質量為：14.8g-12.2g=2.6g，據此分析m的值，由第四次反應掉的鋅的質量為：12.2g-11.2g=1g＜2.6g，可判斷此時合金中金屬鋅已完全反應，剩余的固體11.2g的成分是銅；
（2）根據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）根據上述分析可知，40g稀硫酸完全反應時反應掉了2.6g的鋅．根據反應的化學方程式，可求出40g稀硫酸中參加反應硫酸的質量，根據溶質質量分數的計算公式，可以求出所用稀硫酸中硫酸的質量分數；
（4）根據在配置溶液時，溶質的質量不變原理進行計算．

解答：解：（1）由金屬活動性可知，合金中只有鋅可以與硫酸反應；由表中的數據可知：第4次再加入40g稀硫酸時．第三次剩余固體還能在減少，說明前三次加入的硫酸完全參加了反應．反應掉的鋅的質量為：14.8g-12.2g=2.6g，據此分析，m=14.8g+2.6g=17.4g．由第四次反應掉的鋅的質量為：12.2g-11.2g=1g＜2.6g，可判斷此時合金中金屬鋅已完全反應，剩余的固體11.2g的成分是銅；
（2）黃銅樣品中鋅的質量分數為：

17.4g+2.6g-11.2g

17.4g+2.6g

×100%=44%；
（3）設40g稀硫酸中硫酸的質量為X
  H₂SO₄ +Zn═ZnSO₄+H₂↑（1分）
   98   65
   x    2.6g
  

98

65

=

X

2.6g

   解得：X=3.92g
稀硫酸中硫酸的質量分數為：

3.92g

40g

×100%=9.8%
（4）設需要質量分數為98%濃硫酸的質量為Y   則
  100g×9.8%=Y×98%  解得；Y=10g
故答為：（1）Cu，17.4；  （2）44%；（3）9.8%；（4）10g．

點評：本題主要考查合金中金屬與酸的反應及合金中金屬質量分數的計算等，學生應能利用表格進行數據分析和應用，要注意利用化學方程式計算的格式規范．