Question

11．欲测定Cu-Zn合金及Cu-Si合金中铜的质量分数，已知常温下硅不与硫酸反应，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器．

（1）你认为能测出质量分数的是Cu-Zn合金．
（2）取该合金粉末13g加入该稀硫酸充分反应，所加稀硫酸与产生的氢气质量关系如图1所示．
①生成气体的质量为0.2g；②请计算该铜合金中铜的质量分数．
（3）图1中A点溶液质量为104.3g，根据计算所得数据在图2中画出加入稀硫酸的质量与溶液质量变化关系的曲线．

Answer 1

分析 （1）根据铜和硅不能和稀硫酸反应，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气分析；
（2）根据氢气的质量求出锌的质量，再用合金质量减去锌的质量即为铜的质量；再用合金中铜的质量除以合金的质量乘以百分之百既得合金中铜的质量分数；
（3）根据质量守恒定律，反应结束后加入稀硫酸的质量与溶液质量增加的质量相等．

解答 解：（1）铜的活动性比氢弱，不与稀硫酸发生反应，锌的活动性比氢强，能与稀酸发生反应，因而铜锌合金能测定出铜或锌的质量分数；而硅不与稀硫酸发生反应，因而Cu-Si合金不能测定出质量分数．
故填：Cu-Zn．
（2）①由图示可知，生成气体的质量为0.2g； 故答案为：0.2．
②设：合金中锌的质量为x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2
x             0.2g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.2g}$
x=6.5g
合金中铜的质量为：13g-6.5g=6.5g
合金中铜的质量分数=$\frac{6.5g}{13g}$×100%=50%
答：合金中铜的质量分数为50%．
（3）A点溶液质量为6.5g+98g-0.2g=104.3g，A点后加入稀硫酸的质量与溶液质量增加的质量相等．故加入稀硫酸的质量与溶液质量变化关系的曲线为：．
故答案为：104.3；．

点评 本题是一种综合性的题型，将溶液、化学反应和图象融合在一起，有一定的难度，要求比较高．通常学生在计算时常常会忽视了实际参加反应的是溶液中溶质的质量，而往往会把数据直接代入化学方程式进行计算．这就要求学生足够细心、会分析、且条理分明．