题目内容

为了测定某粉末状黄铜（铜、锌合金）样品中铜的质量分数，某同学称取mg的黄铜样品放入烧杯中，再取40g稀盐酸分四次加入烧杯中，均充分反应，实验数据如下：
第一次第二次第三次第四次
加入稀盐酸质量（g） 10 10 10 10
剩余固体的质量（g） 9.10 8.45 7.80 7.80
（1）所用稀盐酸中溶质的质量分数为______；
（2）通过计算确定m的值．
（3）mg 该黄铜样品与上述稀盐酸恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数．

解：（1）根据金属活动性可知，铜排在氢后，不能与稀盐酸发生反应，故发生反应的是锌，减少的固体的质量就是参加反应的锌的质量，由题目可知：每10g盐酸反应消耗锌的质量是0.65g，
设10g稀盐酸中溶质的质量为x
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
65 73
0.65g x
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
x=0.73g
稀盐酸中溶质的质量分数为 $\text{[math]}$ ×100%=7.3%
（2）由于第三次加入盐酸固体继续减少，说明第二次加入的稀盐酸完全参加反应，第二次反应消耗锌的质量=9.10g-8.45g=0.65g，由此可知每加入10g盐酸可消耗锌的质量为8.45g-7.80g=0.65g，第三次时减少固体的质量恰好是0.65g，且第四次和第三次剩余固体质量相等，说明第三次30g盐酸恰好能反应掉样品中的锌，三次消耗的锌的质量是：0.65g×3=1.95g；
剩余固体是未参加反应的铜，故m的值是1.95g+7.80g=9.75g；
（3）设恰好完全反应后得到氯化锌的质量为y，生成氢气的质量是z
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
65 136 2
1.95g y z
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
y=4.08g
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
z=0.6g
氯化锌溶液溶质的质量分数是： $\text{[math]}$ ×100%≈12.8%
故答案为：（1）7.3%；（2）9.75g；（3）答：mg 该黄铜样品与上述稀盐酸恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为12.8%．
分析：（1）根据金属活动性可知，铜排在氢后，不能与稀盐酸发生反应，故发生反应的是锌，减少的固体的质量就是参加反应的锌的质量，第三次加入盐酸固体继续减少，说明第二次加入的稀盐酸完全参加反应，第二次反应消耗锌的质量=9.10g-8.45g=0.65g，根据反应的化学方程式，可计算出所加10g稀盐酸中溶质的质量，由溶质的质量分数公式，求出所用稀盐酸中溶质的质量分数；
（2）从第三次与第四次加酸后固体质量不变可得铜的质量；由题目可知：每加入10g盐酸可消耗锌的质量为9.75g-9.1g=0.65g，据此分析第三次恰好反应，由此可知参加反应的锌的质量，从而计算m的值；
（3）由（2）可知：第三次恰好反应，根据参加反应的锌的质量可以计算生成的氯化锌的质量、氢气的质量，并计算其溶液溶质的质量分数．
点评：根据所给的实验数据分析每次加入10g稀盐酸固体剩余物质量的变化，明确参加反应的是固体中的锌，并分析反应进行的情况，这是解决本题的关键，其中计算反应后溶液溶质的质量分数是解答的难点．