Question

15．某研究性学习小组为了测定黄铜（铜、锌合金）的组成．在化学老师的帮助下，选用98%的浓硫酸、黄铜样品进行下列实验和计算．
实验Ⅰ：配制150g9.8%的稀硫酸．
（1）计算：需要浓硫酸的质量15 g，约8.2mL；需要水的体积为135 mL．
（2）量取浓硫酸和水：量取液体时要准确量取．如果量取98%的浓硫酸时俯视读数，会导致所配溶液溶质质量分数小于9.8%．（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）稀释
（4）装瓶贴标签：请填写如图1的标签．

实验Ⅱ：测定黄铜样品中铜的质量分数．称取黄铜样品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2所示．试计算：
（1）产生氢气的质量为0.1 g；
（2）样品中铜的质量分数；
（3）反应后所得溶液中溶质的质量分数（计算结果精确到0.1%）．

Answer 1

分析 Ⅰ：（1）根据溶质的质量分数的计算公式计算；
（2）根据俯视读数读数时实际量取的液体偏少分析判断；
（3）根据标签的写法分析回答；
Ⅱ：（1）根据生成的气体与所用硫酸溶液的质量关系图分析生成的氢气的质量；
（2）根据锌与硫酸反应的方程式由氢气的质量可计算出锌、硫酸锌、硫酸的质量，根据锌的质量可计算出铜的质量分数；
（3）根据溶液中溶质的质量分数的计算公式计算出所得溶液中溶质的质量分数．

解答 解：Ⅰ（1）需要浓硫酸的质量是：150g×9.8%≈15g，需要水的质量是：150g-15g=135g，；即需要水的体积为135 mL；
（2）如果量取98%的浓硫酸时俯视读数，实际量取的浓硫酸的量偏少，会导致所配溶液溶质质量分数小于 9.8%．
（4）装瓶贴标签：填写标签如图：
Ⅱ：（1）由图象可知，生成氢气的质量为0.1g
（2）设参加反应的锌的质量、硫酸的质量为y，生成硫酸锌的质量为z
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65    98        161      2
x       y          z       0.1g
$\frac{65}{x}=\frac{98}{y}=\frac{161}{z}=\frac{2}{0.1g}$
解得：x=3.25g     y=4.9g      z=8.05g
样品中铜的质量分数是：$\frac{10g-3.25g}{10g}×100%$=67.5%；
（3）硫酸溶液的质量为：$\frac{4.9g}{9.8%}$=50g
反应后所得溶液中溶质的质量分数是：$\frac{8.05g}{50g+3.25g-0.1g}×100%$≈15.1%
故答为：Ⅰ（1）15，135；（2）小于；（4）；
Ⅱ（1）0.1；（2）样品中铜的质量分数67.5%；（3）反应后所得溶液中溶质的质量分数15.1%．

点评 根据质量守恒定律，恰好完全反应后所得溶液的质量=参加反应锌的质量+加入的稀硫酸的质量-放出气体的质量．