题目内容

8．黄铜是一种常见的合金材料，其作用成分为Cu、Zn，还含有少量不与酸反应的成分．现向一定质量的黄铜中加入体积为100mL，密度ρ=1.2g/mL的稀硫酸，产生H2的质量和硫酸溶液体积的关系如图1所示．充分反应后溶液中剩余固体的质量为27g．
（1）观察图象，黄铜与硫酸充分反应后，硫酸是否有剩余？是（选填“是”或“否”）．
（2）黄铜中Zn的质量分数为多少？（请列式计算，结果精确到0.1%，下同．）
（3）若往反应后的溶液中滴加不用填的BaCl2溶液至恰好不再产生沉淀时，共消耗BaCl2溶液400g，则原硫酸溶液的质量分数为多少？

（4）为了证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，小明设计了如图2实验方案，小明设计实验方案可行的是BCD（填字母）．

分析 （1）根据图象中的数据可以看出，加入稀硫酸生成氢气0.4克后，随着硫酸体积的增加，气体不再增加进行分析；
（2）根据锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，结合生成的氢气质量计算出锌的质量；
（3）根据硫酸根离子和钡离子会生成硫酸钡沉淀，依据离子守恒进行解答；
（4）根据在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来进行分析．

解答 解：（1）通过图象中的数据可以看出，加入稀硫酸生成氢气0.4克后，随着硫酸体积的增加，气体不再增加，所以硫酸有剩余；
（2）设样品中锌的质量为x，参加反应的硫酸质量为y，生成硫酸锌的质量为z
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65   98   161    2
x     y    z    0.4g
$\frac{65}{x}$=$\frac{98}{y}$=$\frac{161}{z}$=$\frac{2}{0.4g}$
 x=13g
y=19.6g
z=32.2g
所以黄铜中Zn的质量分数为：$\frac{13g}{13g+27g}$×100%=32.5%；
（3）设原硫酸溶液的质量分数为x
由Zn+H2SO4═ZnSO4  ZnSO4+BaCl2=BaSO4↓+ZnCl2  BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl得：
           H2SO4-----BaCl2
           98         208
100mL×1.2g/mL×x     400g×26%
$\frac{98}{100mL×1.2g/mL×x}$=$\frac{208}{400g×26%}$
      x=40.8%
（4）A、铜和银都不会与硫酸亚铁反应，不能验证，故A错误；
B、铜不会置换出硫酸亚铁中的铁，会置换出硝酸银中的银，可以验证三种金属的活动性顺序，故B正确；
C、铁会置换出硫酸铜中的铜，银不会置换出硫酸铜中的铜，可以验证三种金属的活动性顺序，故C正确；
D、铁会与盐酸反应，铜不会与盐酸反应，铜会与硝酸银反应，可以验证三种金属的活动性顺序，故C正确．
故选：BCD．
故答案为：（1）是；
（2）黄铜中Zn的质量分数为32.5%；
（3）原硫酸溶液的质量分数为40.8%；
（4）BCD．

点评 本题主要考查有关化学方程式的计算和质量分数的计算，难度较大．

练习册系列答案
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KNO313.320.931.645.863.985.5110
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