Question

20．某同学为了测定黄铜屑（由锌和铜形成的合金）样品的组成，取50g样品粉末放入烧杯中，将120g稀硫酸分6次依次加到烧杯中充分反应，其实验数据记录如表：

	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次	第6次
加入稀硫酸的质量（g）	20	20	20	20	20	20
烧杯内剩余物质的质量（g）	69.8	89.6	a	129.2	149	169

试回答下列：

（1）分析实验中使用粉末状样品而不是块状样品的原因使用粉末状样品可以增大反应的接触面积，反应更充分，测量结果更准确．
（2）在测得的数据中，a=109.4g，请在图中画出在50g样品中加入稀硫酸的质量与产生气体质量变化关系的示意图．
（3）列式计算黄铜屑样品中锌的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据使用粉末状样品可以增大反应的接触面积，反应更充分，测量结果更准确；
（2）根据金属与酸反应的条件可知，锌与酸反应，铜与酸不反应．再由表中数据分析可知，第一、二次反应，生成氢气为0.2g，第三次也生成氢气为0.2g，到第六次反应不在反应，共生成氢气5×0.2g=1g；再正确写出方程式，由方程式求出锌的质量，就可以求得黄铜中锌的质量分数，据此分析解答．

解答 解：
（1）使用粉末状样品可以增大反应的接触面积，反应更充分，测量结果更准确；
（2）根据金属与酸反应的条件可知，锌与酸反应，铜与酸不反应．再由表中数据分析可知，第一、二次反应，生成氢气为0.2g，第三次也生成氢气为0.2g，到第六次反应不在反应，共生成氢气5×0.2g=1g，在测得的数据中，a=109.4g，
当没有硫酸加入时，就没有气体的放出，因此起点是（0，0）；比较第一份和第二份可以发现，每加入20克硫酸，气体就会多放出0.2克，因此要想放出1.0克气体，需要加入硫酸的质量是100克，因此最高点是（100，1.0）；比较第一份和第二份可以发现，硫酸的质量和气体的质量的比值相等（斜率相同），所以图象是一条直线．

（3）设原混合物中含锌的质量为x
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
x              1.0g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{1.0g}$
x=32.5g
∴黄铜屑样品中的锌的质量分数=$\frac{32.5g}{50g}×$100%=65%．
答案：
（1）使用粉末状样品可以增大反应的接触面积，反应更充分，测量结果更准确；
（2）109.4g；
（3）黄铜屑样品中锌的质量分数为65%．

点评 本题考查了学生对图表中数据的分析能力，完成此题可以依据金属与酸的反应以及进行情况的分析探讨，要学会分析表格中的数据是解题的关键．