Question

14．为了验证黄铜样品（Cu、Zn合金）中，铜的质量分数，小浩同学做了如下试验，往93.7g一定质量分数的稀硫酸溶液中，加入10g样品，并按时称量剩余固体的质量如表：

反应时间（min）	1	2	3	4	5
剩余固体质量 （g）	6.75	5	4	3.5	3.5

（1）合金中铜的质量分数是35%；
（2）反应后溶液中溶质质量分数是多少？
（3）往溶液中加入合金样品时，剩余固体的质量为什么开始减少较快，而后逐渐减少较慢因为金属与酸反应的速率与酸的溶度有关，刚开始有与酸的浓度较大，所以反应速率较快，后来随着酸的消耗浓度减小，而反应速率也减小．

Answer 1

分析 （1）结合题意，根据图示信息和金属活动性顺序及其应用，即可查找出铜的质量；
（2）根据化学方程式和有关溶质质量分数的计算，进行分析推算；
（3）因为金属与酸反应的速率与酸的溶度有关，刚开始有与酸的浓度较大，所以反应速率较快．

解答 解：（1）结合题意，根据图示信息和金属活动性顺序及其应用，可知在10g该合金中，只有锌被完全反应掉了，剩余的金属应该是铜；因此，铜的质量为3.5g；
合金中铜的质量分数是：$\frac{3.5g}{10g}$×100%=35%；     
（2）设反应生成的氢气和硫酸锌的质量分别是x、y
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65       161   2
10g-3.5g  y    x
$\frac{65}{10g-3.5g}=\frac{161}{y}=\frac{2}{x}$
x=0.2g； y=16.1g
因此，所得溶液中硫酸锌的质量分数为：$\frac{16.1g}{93.7g+（10g-3.5g）-0.2g}$×100%=16.1%．
（3）因为金属与酸反应的速率与酸的溶度有关，刚开始有与酸的浓度较大，所以反应速率较快，后来随着酸的消耗浓度减小，而反应速率也减小．
答：（1）35%；
（2）反应后溶液中溶质质量分数是16.1%．
（3）因为金属与酸反应的速率与酸的溶度有关，刚开始有与酸的浓度较大，所以反应速率较快，后来随着酸的消耗浓度减小，而反应速率也减小．

点评 本题考查知识点较多，知识面较广；是一道比较典型的综合性的图文并茂型的题目．解答时，一定要将其有关的信息综合起来考虑，细心地进行分析推算才可．