Question

18．“黄铜”是铜锌合金，具有较强机械性能，街头许多“金色”饰品就是用它来制作的．某研究性学习小组为了测定黄铜中铜的质量分数，称取20g黄铜样品，放入烧杯中，然后加入某浓度的稀硫酸用玻璃棒搅拌至不再产生气泡为止恰好用去100g，称量剩余物质的总质量为119.8g．请计算：
（1）该铜锌合金中铜的质量分数．
（2）稀硫酸溶液的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和．因为产生的气体逸出，故产生氢气的质量=反应前各物质的质量总和-反应后生成各物质的质量总和；因为铜的金属活动性在（H）后，不能与盐酸反应，故混合物中只有锌参与反应；利用锌与盐酸反应的化学方程式和产生的气体质量，列出比例式，就可计算出铜锌合金中锌的质量，进而计算出铜锌合金中铜的质量．然后根据质量分数公式计算即可．
（2）由气体的质量根据锌与硫酸反应的化学方程式可以计算出消耗硫酸的质量，进而计算出稀硫酸的溶质质量分数．

解答 解：（1）根据质量守恒定律，产生氢气的质量=20g+100g-119.8g=0.2g；
设反应消耗锌的质量为x；
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
x              0.2g
$\frac{65}{2}=\frac{x}{0.2g}$
解之得：x=6.5g；
该铜锌合金中铜的质量为：20g-6.5g=13.5g，
则该铜锌合金中铜的质量分数为：$\frac{13.5g}{20g}$×100%=67.5%．
答：该铜锌合金中铜的质量分数为67.5%．
（2）设参加反应的H₂SO₄质量为x，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
    98          2
    x           0.2g
$\frac{98}{2}=\frac{x}{0.2g}$
x=9.8g
反应所用稀硫酸中溶质的质量分数是$\frac{9.8g}{100g}$×100%=9.8%
答：反应所用稀硫酸中溶质的质量分数是9.8%．

点评 本题主要考查学生利用化学方程式和质量守恒定律综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．