Question

4．为测定某Cu-Zn合金中铜的质量分数，某同学将10g该合金放入到盛有40g足量稀硫酸的烧杯中，充分反应后，测得烧杯中剩余物的质量为49.9g．
（1）生成氢气的质量为0.1g；体积为1.11L（氢气的密度为0.09g/L）
（2）计算原合金中铜的质量分数．
（3）相同质量的镁铝锌分别与相同质量20%的盐酸充分反应，产生氢气质量（直接用各金属表示）大小关系有以下几种猜测：①Mg＞Al＞Zn；②Al＞Mg＞Zn；③Al=Mg=Zn；④Al=Mg＞Zn；⑤Al=Zn＞Mg；⑥Al＞Mg=Zn．其中合理的个数为C
A．5个     B．4个     C．3个     D．2个．

Answer 1

分析 （1）根据黄铜的成分铜和锌的性质可知，加入稀硫酸时，只有锌与硫酸反应生成了硫酸锌和氢气；根据质量守恒定律，烧杯内质量的减少的质量即生成的氢气质量，根据密度公式计算氢气的体积．
（2）据此根据反应的化学方程式列式计算出参加反应锌的质量，进而计算出铜的质量和铜的质量分数．
（3）根据每24份质量的镁会与73份质量的盐酸反应生成2份质量的氢气，镁54份质量的铝和219份质量的盐酸反应生成6份质量的氢气，每65份质量锌和73份质量的盐酸反应生成2份质量的氢气，结合题中的选项进行分析．

解答 解：（1）根据质量守恒定律，产生氢气的质量为：10g+40g-49.9g=0.1g；体积为$\frac{0.1g}{0.09g/L}$=1.11L；
（2）设黄铜样品中锌的质量为x，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65                            2
x                           0.1g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.1g}$
x=3.25g
黄铜样品中铜的质量分数为：$\frac{10g-3.25g}{10g}$×100%=67.5%
每24份质量的镁会与73份质量的盐酸反应生成2份质量的氢气，镁54份质量的铝和219份质量的盐酸反应生成6份质量的氢气，每65份质量锌和73份质量的盐酸反应生成2份质量的氢气，假设金属的质量都是24g，等质量的金属消耗盐酸的质量分别是：
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，
24     73
24g    73g
2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
54     219
24g    97.3g
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65     73
24g   27g
令三种金属质量均为24g，则
当盐酸质量m＞73g时，生成氢气的质量：Al＞Mg＞Zn；
当盐酸质量27g＜m≤73g时，生成氢气质量：Al=Mg＞Zn；
当盐酸质量m≤27g时，生成氢气质量：Al=Mg=Zn
所以，②③④这3个猜测合理，即答案选C
答案：（1）0.1g；1.11L；（2）黄铜样品中铜的质量分数为67.5%．（3）C．

点评 本题难度不大，掌握根据化学方程式的计算即可正确解答本题，根据质量守恒定律计算出氢气的质量是正确解答本题的前提和关键．