题目内容

实验室中现有一种铜合金样品,已知此样品为铜锌合金、铜铝合金、铜银合金和铜铁合金中的一种,为确定其为四种合金中的哪一种,实验小组的同学们进行了下列的实验,请回答下列问题:
(1)实验室中有贴有如图所示标签的浓硫酸,要配制20%的稀硫酸350克,需该浓硫酸的体积是
 
mL;
硫酸
体积:500mL
化学式:H2SO4
密度:1.4g/cm3
质量分数:50%(2)将20g合金粉末加入到98g新配好的稀硫酸中,恰好完全反应.过滤,将滤液蒸干后得到固体纯净物32.2g.通过计算回答:
①此合金为
 
合金;
②写出发生反应的化学方程式:
 

③根据已知条件写出求解生成气体质量(x)的比例式:
 

④若向反应后所得滤液中加入89.4g水,则最终所得溶液中的溶质质量分数为
 
.
(3)若工业上用含Cu2S 70%的辉铜矿lOOt炼铜,并将其冶炼成上述铜的合金,(假设炼制过程中辉铜矿的损失率为10%),能炼出此铜合金的质量为
 
.
分析:(1)根据加水稀释前后溶质质量不变,由稀释后稀硫酸计算需要浓硫酸的体积;
(2)①根据题意,利用消耗硫酸的质量计算反应生成硫酸盐中金属与硫酸根的质量比,利用可能金属的化合价与相对原子质量讨论确定合金的组成;
②根据合金的组成确定所反应的反应,写出反应的化学方程式;
③根据化学方程式,由硫酸盐的质量与氢气的质量关系,列出计算氢气质量的比例式;
④根据质量守恒定律,计算所得溶液的质量,然后计算加入水后所得溶液的质量分数;
(3)根据炼得铜的质量及合金中铜的质量分数,计算可得合金的质量.
解答:解:(1)设需该浓硫酸的体积为V
350g×20%=V×1.4g/cm3×50% 
V=100mL
(2)①滤液蒸干后得到固体纯净物32.2g中含硫酸根的质量=98g×20%×
96
98
×100%=19.2g
则所得硫酸盐中金属元素与硫酸根的质量比=(32.2g-19.2g):19.2g=65:96,此比例符合硫酸锌中锌与硫酸根的质量比,因此,可判断合金为铜锌合金;
②铜锌合金放入稀硫酸中,锌与硫酸反应,化学方程式为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;
③生成硫酸锌32.2g时生成氢气质量x
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
          161   2
         32.2g  x
161
2
=
32.2g
x

④解得生成氢气的质量=0.4g,参加反应锌的质量=32.2g-19.2g=13g
向反应后所得滤液中加入89.4g水,则最终所得溶液中的溶质质量分数=
32.2g
13g+98g-0.4g+89.4g
×100%=16.1%
(4)含Cu2S 70%的辉铜矿lOOt可炼出铜的质量=100t×(1-10%)×70%×
128
160
×100%=50.4t
铜锌合金中铜的质量分数=
20g-13g
20g
×100%=35%
能炼出此铜合金的质量=50.4t÷35%=144t

故答案为:
(1)100;
(2)①铜锌;②Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;③
161
2
=
32.2g
x
;④16.1%;
(3)144t.
点评:本题为初中化学计算的汇集,旨在考查学生的运算能力、分析问题的能力,解答时理清思路才能顺利完成最终的计算.
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