题目内容

20.某化学兴趣小组欲测定黄铜(铜锌合金)中锌的质量分数,设计了如下三套方案,(黄铜中的杂质忽略不计)
方案一:步骤(1)取少量黄铜用砂纸打磨,打磨的目的是除去黄铜表面的物质.
(2)粉碎,称取10克黄铜粉末置于烧杯中.
(3)在你烧杯中加入100克足量的稀盐酸充分反应.
(4)反应后过滤、洗涤、干燥、称量固体质量为3.4克,由此计算该黄铜样品中锌的质量分数为66%.
方案二:如图1所示
取少量黄铜用砂纸打磨、粉碎后称取10克放置于盛有100克足量的稀盐酸的烧杯中,充分反应后称量烧杯中的总质量为109.7克.由此计算该黄铜样品中锌的质量分数为97.5%.

方案三:如图2所示,取少量黄铜用砂纸打磨、粉碎后称取1克放置于锥形瓶中,用注射器加入50mL足量的稀盐酸,量筒中收集到272.2mL水,由此计算该黄铜样品中锌的质量分数为79.63%.(氢气的密度为0.09g/L)
小组同学一致认为方案二的结果不准确.理由是反应产生的氢气中含有盐酸中挥发出的氯化氢气体.

分析 铜不能和稀盐酸反应,锌能和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气;
根据铜的质量,或反应生成的氢气的质量可以计算该黄铜样品中锌的质量分数.

解答 解:方案一:
(1)取少量黄铜用砂纸打磨,打磨的目的是除去黄铜表面的物质;
(4)反应后过滤、洗涤、干燥、称量固体质量为3.4g,则锌的质量为:10g-3.4g=6.6g,
该黄铜样品中锌的质量分数为:$\frac{6.6g}{10g}$×100%=66%.
故填:除去黄铜表面的物质;过滤;66%.
方案二:
设锌的质量为x,
反应生成氢气的质量为:10g+100g-109.7g=0.3g,
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑,
65             2
x             0.3g
$\frac{65}{x}$=$\frac{2}{0.3g}$,
x=9.75g,
该黄铜样品中锌的质量分数为:$\frac{9.75g}{10g}$×100%=97.5%,
故填:97.5%.
方案三:
设锌的质量为y,
反应生成氢气的质量为:0.09g/L×0.2722L=0.0245g,
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑,
65             2
y           0.0245g
$\frac{65}{y}$=$\frac{2}{0.0245g}$,
y=0.7963g,
该黄铜样品中锌的质量分数为:$\frac{0.7963g}{1g}$×100%=79.63%;
小组同学一致认为方案二的结果不准确.理由是:反应产生的氢气中含有盐酸中挥发出的氯化氢气体.
故填:79.63%;反应产生的氢气中含有盐酸中挥发出的氯化氢气体.

点评 方案二中计算生成氢气的质量时利用了差量法,差量法在计算中的应用很广泛,解答的关键是要分析出物质的质量差与要求的未知数之间的关系,再根据具体的数据求解.

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