Question

9．2013年12月14日，嫦娥三号探测器成功落月，中国“玉兔”开始进行探月之旅（如图所示）．
（1）在对太空的探索过程中，科学家发现月球表面陨石坑中存在水银、甲炕、冰等物质，其中属于单质的是Hg（填化学式）．
（2）火箭用联氨（N₂H₄）做燃料，用四氧化二氮（N₂O₄）助燃，
反应的化学方程式为：2N₂H₄+N₂O₄$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$3N₂+4X，其中物质X是H₂O（填写化学式）．
（3）制造“玉兔”时使用了黄铜，黄铜是铜和锌的合金（Cu-Zn）．生产过程中，技术人员为测定某黄铜样品中铜的质量分数，取200g黄铜样品平均分成四份，分别加入到一定量稀硫酸中，反应原理为：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑．充分反应后测定生成氢气的质量，实验数据见下表：

样品	第1份	第2份	第3份	第4份
加入稀硫酸的质量（g）	40.0	80.0	120.0	160.0
产生气体质量（g）	0.4	0.8	1.0	m

①上表中m的数值是1g；
②在四份样品所做实验中，稀硫酸有剩余的是3、4；
③通过计算求出该黄铜样品中铜的质量分数是多少？

Answer 1

分析 （1）根据由一种元素组成的纯净物属于单质进行解答；
（2）根据化学反应前后原子的种类和数目不变进行解答；
（3）根据第2份硫酸是第1份的2倍，生成的气体质量也是第1份的2倍，但是第3份硫酸是第1份的3倍，生成的氢气质量不是第1份的3倍，所以低3份中黄铜完全反应，所以m的值是1g，第3、4份硫酸中硫酸有剩余，依据生成气体的质量计算出黄铜中锌的质量，再计算铜的质量分数进行分析．

解答 解：（1）水银是金属汞，Hg是由汞元素一种元素组成，属于单质，化学式为：Hg；
（2）根据质量守恒定律，化学变化前后原子的种类不变、原子个数没有增减．从化学方程式2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4X看，反应前反应物中氮、氢、氧元素的原子个数依次为：6、8、4；反应后生成物中除4X外，氮元素的原子个数为6．比较反应前后原子种类及个数可得知，4X中应含有8个氢原子、4个氧原子，所以X的化学式为H₂O；
（3）①第2份硫酸是第1份的2倍，生成的气体质量也是第1份的2倍，但是第3份硫酸是第1份的3倍，生成的氢气质量不是第1份的3倍，所以低3份中黄铜完全反应，所以m的值是1g；
②通过分析可知，第3、4份硫酸中硫酸有剩余；
③设参加反应的锌的质量为x，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2
 x             0.4g
  $\frac{65}{x}$=$\frac{2}{0.4g}$
  x=13g
所以黄铜样品中铜的质量分数是：$\frac{13g}{50g}$×100%=26%．
故答案为：（1）Hg；
（2）H₂O；
（3）①1g；
②3、4；
③26%．

点评 本题主要考查了质量守恒定律的应用和化学方程式的计算，难度不大，注意在平时多加训练和解题的规范性．