Question

3．沂蒙汽车配件厂新购进了一批黄铜（铜锌合金）．为了测定这批黄铜中铜的质量分数，化验人员将取来的样品先加工成粉末，然后利用该粉末与稀硫酸在烧杯内发生反应．在所进行的三次实验中，只有一次所取用的稀硫酸与黄铜样品是恰好完全反应的．有关实验数据记录如下：

实验次数	1	2	3
所取黄铜样品的质量（g）	10.0	10.0	20.0
加入稀硫酸的质量（g）	100.0	80.0	80.0
反应后烧杯内剩余物质的质量（g）	109.8	89.8	99.8

请分析实验数据，完成下列问题：
（1）黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应是第2 次试验该黄铜样品中铜的质量分数为35%．
（2）计算黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应后所得的溶液中溶质的质量分数．（计算结果精确到0.1%）

Answer 1

分析 （1）由题中实验数据可知第一次实验中酸剩余，第三次实验中金属剩余，只有第二次实验恰好完全反应，所以黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应时两种物质的质量之比为1：8，根据质量守恒定律可求出生成氢气的质量，进而根据化学方程式计算出铜锌合金中锌的质量然后求出黄铜样品中铜的质量分数；
（2）根据化学方程式中氢气的质量可求出生成的硫酸锌的质量，然后由烧杯内剩余物质的质量减去样品中铜的质量求出所得溶液的总质量，进而求出溶液中溶质的质量分数．

解答 解：（1）由题中数据分析可知，第二次实验恰好完全反应，所以所以黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应时两种物质的质量之比为10g：80g=1：8；
根据质量守恒定律可知，完全反应时生成氢气的质量=（10g+80g）-89.8g=0.2g
设样品中锌的质量为x，生成硫酸锌的质量为y．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65               161        2
x                  y      0.2g
$\frac{65}{x}=\frac{161}{y}=\frac{2}{0.2g}$
x=6.5g       y=16.1g
∴该黄铜样品中铜的质量分数为：$\frac{10g-6.5g}{10g}$×100%=35%
故答案为：2，35%；
（2）黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应后所得的溶液中溶液的质量为89.8g-（10g-6.5g）=86.3g
∴所得的溶液中溶质的质量分数=$\frac{16.1g}{86.3g}$×100%=18.7%
答：所得溶液中溶质的质量分数为18.7%．

点评 本题重点考查金属活动性顺序的应用，并利用化学方程式进行计算物质的质量和溶液中溶质的质量分数，要求我们能正确分析题目信息和数据．