Question

18．Cu与Zn的合金称为黄铜，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件．某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成，取20%该黄铜样品于烧杯中，向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应．每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表：

	加入稀硫酸的质量（g）	充分反应后剩余固体的质量（g）
第1次	20	17.4
第2次	20	14.8
第3次	20	12.2
第4次	20	12.0
第5次	20	m

试回答下列问题：
（1）上述表格中m的值为12；
（2）黄铜样品中锌的质量分数为40%；
（3）计算反应过程中产生氢气的质量．

Answer 1

分析 （1）分析反应及实验数据：根据金属活动性，合金中只有锌可以与硫酸反应；根据质量守恒定律，由第1次实验数据可知，每加入20g稀硫酸完全反应可消耗锌20g-17.4g=2.6g，据此分析，第4次加入20g稀硫酸时消耗锌质量12.2g-12.0g=0.2g＜2.6g，可判断此时合金中金属锌已完全反应，所以，第5次加入的稀硫酸不再消耗锌；
（2）使用金属锌完全反应时剩余固体铜的质量，计算样品中金属锌的质量，利用锌的质量与样品的质量比计算黄铜样品中锌的质量分数；
（3）根据锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，依据锌的质量求出氢气质量．

解答 解：（1）根据质量守恒定律，由第1次实验数据可知，每加入20g稀硫酸完全反应消耗锌20g-17.4g=2.6g，据此分析，第4次加入20g稀硫酸时小寒心质量12.2g-12.0g=0.2g＜2.6g，可判断此时合金中金属锌已完全反应，所以，第5次加入的稀硫酸不再消耗金属而不再放出氢气，因此充分反应后剩余固体的质量仍为12g；
（2）黄铜样品中锌的质量分数=$\frac{20g-12g}{20g}$×100%=40%；
（3）样品中锌的质量为：20g-12g=8g，
设生成氢气质量为x
H₂SO₄ +Zn═ZnSO₄+H₂↑
       65        2
       8g        x
   $\frac{65}{8g}$=$\frac{2}{x}$
   x=0.25g
故答案为：（1）12；
（2）40%；
（3）0.25g．

点评 计算所用稀硫酸的溶质质量分数时，注意选取稀硫酸完全反应时的实验数据即前三次实验的数据进行计算．