Question

10．为了测黄铜中锌的含量，取10g黄铜样品加入到100g硫酸铜溶液中，恰好完全反应（杂质不溶于水，也不与硫酸铜反应）过滤，将所得的固体洗涤，干燥后称量为9.9g．请回答下列问题：

（1）求解硫酸铜溶液中的溶质质量分数为16%；
（2）写出上述反应的化学方程式：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，；
（3）根据已知条件求解参加反应的锌质量（X）的比例式为$\frac{65}{x}$=$\frac{1}{0.1g}$；
（4）该黄铜中锌的质量为6.5g；
（5）将反应后得到的滤液蒸发掉6.5g的水（蒸发水的过程中没有晶体析出），则最终所得溶液中溶质的质量分数为17.2%；
（6）若工业用500t含碳酸锌80%的菱锌矿来炼锌，能炼出上述黄铜的质量为320t．

Answer 1

分析 该过程中反应为Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，过程中做出的假设为恰好完全反应，此时10g、9.9g和100g都是混合物的质量，不可以用于化学方程式的直接计算．所以此题适合用差量法计算．根据化学方程式和固体质量差量求算硫酸铜、锌和生成的硫酸锌的质量，进而根据题目要求继续求算对应数据．

解答 解：设原样品中锌的质量为x，硫酸铜的质量为y，生成的硫酸锌的质量为z．
Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，固体质量差量
65     160     161     64      65-64=1
x        y         z                    10g-9.9g=0.1g
$\frac{65}{x}$=$\frac{160}{y}$=$\frac{161}{z}$=$\frac{1}{0.1g}$
x=6.5g
y=16g
z=16.1g
（1）硫酸铜溶液中的溶质质量分数为$\frac{16g}{100g}$×100%=16%；
（2）写出上述反应的化学方程式：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu；
（3）根据已知条件求解参加反应的锌质量（X）的比例式为 $\frac{65}{x}$=$\frac{1}{0.1g}$；
（4）该黄铜中锌的质量为6.5g；
（5）将反应后得到的滤液蒸发掉6.5g的水（蒸发水的过程中没有晶体析出），则最终所得溶液中溶质的质量分数为$\frac{16.1g}{10g+100g-9.9g-6.5g}$×100%≈17.2%；
（6）铜锌样品中锌的质量分数为$\frac{6.5g}{10g}×$100%=65%．
设生成的黄铜的质量为a．
根据锌元素守恒可得关系式为ZnCO₃∽∽∽Zn．根据其计算
ZnCO₃∽∽∽Zn
125             65
500t×80%     65%a
$\frac{125}{65}$=$\frac{500t×80%}{65%a}$
a=320t
即工业用500t含碳酸锌80%的菱锌矿来炼锌，能炼出上述黄铜的质量为320t．
故答案为：（1）求解硫酸铜溶液中的溶质质量分数为 16%；
（2）上述反应的化学方程式：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu，；
（3）根据已知条件求解参加反应的锌质量（X）的比例式为 $\frac{65}{x}$=$\frac{1}{0.1g}$；
（4）该黄铜中锌的质量为 6.5g；
（5）将反应后得到的滤液蒸发掉6.5g的水（蒸发水的过程中没有晶体析出），则最终所得溶液中溶质的质量分数为 17.2%；
（6）若工业用500t含碳酸锌80%的菱锌矿来炼锌，能炼出上述黄铜的质量为 320t．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．