Question

16．合金的种类很多，用途非常广泛，黄铜是铜和锌的合金，它可以用来制造机器和电器的零件等．化学兴趣小组的同学欲测定实验室中某铜样品中铜的质量分数（不考虑黄铜中的其他杂质），请你参与他们的探究过程．
称量20g粉末状黄铜样品放入烧杯中，量取60mL稀硫酸分三次加到其中，每次充分反应后，测定生成氢气的质量，实验数据如表：

	第一次	第二次	第三次
加入稀硫酸的体积（ml）	20	20	20
生成氢气的质量（g）	0.04	m	0.02

试求：
（1）m的数值0.04．
（2）此黄铜样品中铜的质量分数是多少？（写出计算过程）
（3）所加稀硫酸溶液的溶质质量分数？（该温度下稀硫酸密度为1.066g/ml，计算结果保留至0.01%）

Answer 1

分析 根据第一次加入20g稀硫酸生成氢气0.04g，而第三次生成0.02g，所以可知第二次也生成0.04g，确定生成的氢气的质量为0.04g+0.04g+0.02g=0.1g．进而根据化学方程式求算参加反应的锌的质量．求算硫酸中溶质应该根据每20mL稀硫酸生成0.04g氢气进行．

解答 解：根据第一次加入20g稀硫酸生成氢气0.04g，而第三次生成0.02g，所以可知第二次也生成0.04g即m=0.04，确定生成的氢气的质量为0.04g+0.04g+0.02g=0.1g．
设锌的质量为x
设参加反应的锌的质量为x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65                           2
x                            0.1g
$\frac{65}{2}$=$\frac{x}{0.1g}$
x=3.25g
此黄铜样品中铜的质量分数为$\frac{20g-3.25g}{20g}$×100%=83.75%
每20mL稀硫酸生成0.04g氢气，20mL稀硫酸的质量为20mL×1.066g/mL=21.32g
设所消耗的硫酸中的溶质的质量为y．
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
       98                    2
        y                      0.04g
$\frac{98}{2}$=$\frac{y}{0.04g}$
y=1.96g
所加稀硫酸溶液的溶质质量分数为$\frac{1.96g}{21.32g}$×100%≈9.19%
答：（1）m的数值0.04．
（2）此黄铜样品中铜的质量分数是83.75%；
（3）所加稀硫酸溶液的溶质质量分数为9.19%．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．