Question

9．为了测定黄铜（铜、锌合金）的组成，某研究性学习小组称取该样品10g放入烧杯中，向其中加入一定质量分数的稀硫酸50g，恰好完全反应后，称得烧杯中剩余的物质质量为59.8g．
（1）样品中铜的质量分数；
（2）反应后溶液中溶质的质量分数．（结果精确到0.1）

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和．因为产生的气体逸出，故产生氢气的质量=反应前各物质的质量总和-反应后生成各物质的质量总和；因为铜的金属活动性在（H）后，不能与盐酸反应，故混合物中只有锌参与反应；利用锌与盐酸反应的化学方程式和产生的气体质量，列出比例式，就可计算出铜锌合金中锌的质量，进而计算出铜锌合金中铜的质量．然后根据质量分数公式计算即可．
（2）由气体的质量根据锌与硫酸反应的化学方程式可以计算出生成硫酸锌的质量，进而计算出硫酸锌的溶质质量分数．

解答 解：（1）根据质量守恒定律，产生氢气的质量=10g+50g-59.8g=0.2g；
设反应消耗锌的质量为x；生成硫酸锌的质量为y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65                161    2
x                   y      0.2g
$\frac{65}{x}=\frac{161}{y}=\frac{2}{0.2g}$
解之得：x=6.5g；y=16.1g
该铜锌合金中铜的质量为：10g-6.5g=3.5g，
则该铜锌合金中铜的质量分数为：$\frac{3.5g}{10g}$×100%=35%．
答：该铜锌合金中铜的质量分数为35%．
（2）反应后溶液中溶质的质量分数为：$\frac{16.1g}{6.5g+50g-0.2g}×100%$≈28.6%
答：（1）样品中铜的质量分数为35%；
（2）反应后溶液中溶质的质量分数为28.6%．

点评 本题主要考查学生利用化学方程式和质量守恒定律综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．