Question

13．某化学兴趣小组的同学为测定假黄金（铜锌合金）组成元素的质量分数，称取20克假黄金置于烧杯中，用某浓度的稀盐酸50克，分5次加入，每次充分反应后，取出固体，经过滤、干燥等操作后称重，各次稀盐酸用量和剩余固体质量的关系如图所示：
（1）求铜锌合金中锌的质量分数；
（2）从图可知，当所用合金与稀盐酸的质量比为1：2时，表明锌恰好完全溶解；
（3）计算稀盐酸中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 （1）剩余固体是铜，根据铜的质量和假黄金的质量可以计算出合金中锌的质量分数；
（2）由曲线图可知，加入40g盐酸后恰好完全反应，剩余13.5g铜，根据铜的质量和假黄金的质量来计算合金与盐酸的质量比；
（3）由锌和完全反应时盐酸的质量根据锌与盐酸反应的化学方程式可以计算出稀盐酸中溶质的质量分数和生成氯化锌、氢气的质量．

解答 解：（1）锌和盐酸反应，而铜和盐酸不反应，加入过量盐酸后，剩余固体为铜，
铜的质量为13.5g；锌的质量=20g-13.5g=6.5g
合金中锌的质量分数为$\frac{6.5g}{20g}$×100%=32.5%
（2）由曲线图可知，加入40g盐酸后恰好完全反应，剩余13.5g铜，此时合金与稀盐酸的质量比=20：40=1：2，所以当所用合金与稀盐酸的质量比为1：2时，表明锌恰好完全溶解；
（3）设6.5g锌与质量为x的氯化氢恰好完全反应
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65  73
6.5g x
$\frac{65}{6.5g}$=$\frac{73}{x}$，x=7.3g
稀盐酸的质量分数=$\frac{7.3g}{40g}$×100%=18.25%
答：（1）合金中锌的质量分数为32.5%．
（2）从图可知，当所用合金与稀盐酸的质量比为1：2时，表明锌恰好完全溶解．
（3）稀盐酸中溶质的质量分数为18.25%．

点评 本题主要考查学生利用化学方程式和溶质质量分数公式进行计算的能力，解题时要知道铜与稀盐酸不反应，铜锌合金与稀盐酸的反应，为锌与稀盐酸的反应，然后根据化学方程式进行计算，问题即可迎刃而解．