Question

2．甲、乙、丙、丁四位同学用锌与浓硫酸反应，所得相关数据记录如下（实验中的误差忽略不计）．

	甲	乙	丙	丁
取用浓硫酸质量/克	100	100	100	100
加入金属的质量/克	x	2x	3x	4x
生成氢气的质量/克	0	0.2	0.6	0.8

已知锌与浓硫酸反应方程式为：Zn+2H₂SO₄（浓）═ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O 计算：
（1）甲同学加入金属锌的质量x；
（2）浓硫酸中溶质的质量分数；
（3）丁同学实验中产生的SO₂与H₂的质量比．

Answer 1

分析 （1）根据甲、乙参加反应的浓硫酸都是100g，但是甲中加xg锌生成氢气质量为0，乙中加入2xg锌生成的氢气质量为0.2g，所以依据生成氢气的质量计算参加反应的锌的质量，再计算x的质量；
（2）根据（1）中氢气的质量计算参加反应的硫酸的质量，依据与浓硫酸反应的锌的质量，计算参加反应的浓硫酸的质量，在计算质量分数；
（3）根据计算的氢气和二氧化硫进行解答．

解答 解：（1）甲、乙参加反应的浓硫酸都是100g，但是甲中加xg锌生成氢气质量为0，乙中加入2xg锌生成的氢气质量为0.2g，
设与稀硫酸反应的锌的质量为a，参加反应的硫酸为b
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65  98         2
a   b          0.2g
   $\frac{65}{a}$=$\frac{2}{0.2g}$$\frac{98}{b}$
    a=6.5g
    b=9.8g
所以乙中与稀硫酸反应的x质量为6.5g，与浓硫酸反应的锌的质量也是6.5g，
所以甲同学加入金属锌的质量为6.5g；
（2）通过比较甲、乙、丙、丁，取的硫酸都是100g，但是氢气的质量，丙与乙相差0.4g，按照比例，丁与丙也应该相差0.4g，但是只相差了0.2g，说明丁中硫酸完全反应，
设参加反应的浓硫酸质量为y，生成二氧化硫质量为z，
Zn+2H₂SO₄（浓）═ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O
65   196              64
6.5g   y               z
$\frac{65}{6.5g}$=$\frac{196}{y}$=$\frac{64}{z}$
  y=19.6g
  z=6.4g
设参加反应的稀硫酸质量为m，
 Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
      98        2
       m       0.8g
     $\frac{98}{m}$=$\frac{2}{0.8g}$
  m=39.2g
所以浓硫酸的溶质质量分数为：$\frac{19.6g+39.2g}{100g}$×100%=58.8%；
（3）所以丁同学实验中产生的SO₂与H₂的质量比是：6.4g：0.8g=8：1．
故答案为：（1）6.5g；
（2）58.8%；
（3）8：1．

点评 本题主要考查有关化学方程式的计算及溶液的溶质质量分数计算，难度较大；需仔细分析，认真计算．