Question

5．为了测定黄铜（铜、锌合金）的组成，某研究性学习小组称取该样品10g，向其中逐滴加入9.8%的稀硫酸至刚好不再产生气体为止．反应过程中生成的气体与所用硫酸溶液的质量关系如图所示．试计算：
（1）样品中铜的质量分数；
（2）反应所消耗的硫酸溶液质量；
（3）反应后所得溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 根据锌与硫酸反应的化学方程式，由图中最多生成的氢气质量0.10g，可以计算出：（1）参加反应的锌的质量，进而计算出样品中铜的质量分数；（2）参加反应的硫酸的质量，进而计算出硫酸溶液的质量；（3）生成硫酸锌的质量，进而计算出所得硫酸锌溶液的溶质质量分数．

解答 解：（1）设样品中铜的质量为x；消耗硫酸溶液中溶质的质量为y；生成硫酸锌的质量为z．
  Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65       98     161         2
x          y     z        0.10g
$\frac{65}{x}=\frac{98}{y}=\frac{161}{z}=\frac{2}{0.10g}$
x=3.25g
y=4.9g
z=8.05g
样品中铜的质量分数=$\frac{10g-3.25g}{10g}×100%$=67.5%
（2）反应所消耗的硫酸溶液质量=$\frac{4.9g}{9.8%}$=50g
（3）所得溶液的溶质质量分数为：$\frac{8.05g}{3.25g+50g-0.1g}$×100%≈15.1%
答：（1）样品中铜的质量分数为67.5%；
（2）消耗硫酸溶液的质量为50g；
（3）所得溶液的溶质质量分数为15.1%．

点评 本题主要考查有关化学方程式的计算和质量分数的计算，难度较大．计算所得溶液质量时，要注意：①不能把铜的质量计算在所得溶液中；②不能把生成氢气的质量计算在所得溶液中．