Question

4．将铜、锌两种金属的混合物20g，放入100g稀硫酸中恰好完全反应，共放出0.2g氢气．求：
（1）原混合物中锌的质量．
（2）所用稀硫酸中溶质的质量分数
（3）反应后所得溶液溶质的质量分数（精确到1%）．

Answer 1

分析 （1）铜不与硫酸反应而锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，因此利用反应放出氢气的质量，根据反应的化学方程式可计算出混合物中含金属锌的质量，（2）根据反应的化学方程式，由恰好完全反应产生氢气的质量可计算参加反应的硫酸质量，进而计算稀硫酸中溶质的质量分数；
（3）恰好完全反应后所得溶液为反应生成的硫酸锌的溶液，因此求反应后所得溶液的质量分数，应解决生成硫酸锌的质量及反应后所得溶液的质量；根据反应的化学方程式由生成氢气质量可求得生成硫酸锌的质量，利用质量守恒定律可求得反应后所得溶液的质量，从而解决反应后所得溶液的质量分数．

解答 解：设混合物中含锌的质量为x，所用硫酸中溶质的质量为y，生成硫酸锌的质量为z
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98    161   2
x   y      z    0.2g
$\frac{65}{x}$=$\frac{2}{0.2g}$=$\frac{98}{y}$=$\frac{161}{z}$
x=65g，y=9.8g，z=16.1g
所用稀硫酸中溶质的质量分数$\frac{9.8g}{100g}$×100%=9.8%
反应后所得溶液的质量分数：$\frac{16.1g}{6.5g+100g-0.2g}$×100%=15.1%
答：（1）原混合物中锌的质量6.5g；（2）所用稀硫酸中溶质的质量分数为9.8%
（3）反应后所得溶液的质量分数为15.1%

点评 根据质量守恒定律，恰好完全反应后所得硫酸锌溶液的质量=金属锌的质量+所加稀硫酸的质量-放出氢气的质量，这样可使溶液质量的计算简捷．