Question

5．為了測定黃銅（銅、鋅合金）的組成，某研究性學習小組稱取該樣品10g，向其中逐滴加入9.8%的稀硫酸至剛好不再產生氣體為止．反應過程中生成的氣體與所用硫酸溶液的質量關系如圖所示．試計算：
（1）樣品中銅的質量分數；
（2）反應所消耗的硫酸溶液質量；
（3）反應后所得溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

分析 根據鋅與硫酸反應的化學方程式，由圖中最多生成的氫氣質量0.10g，可以計算出：（1）參加反應的鋅的質量，進而計算出樣品中銅的質量分數；（2）參加反應的硫酸的質量，進而計算出硫酸溶液的質量；（3）生成硫酸鋅的質量，進而計算出所得硫酸鋅溶液的溶質質量分數．

解答 解：（1）設樣品中銅的質量為x；消耗硫酸溶液中溶質的質量為y；生成硫酸鋅的質量為z．
  Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65       98     161         2
x          y     z        0.10g
$\frac{65}{x}=\frac{98}{y}=\frac{161}{z}=\frac{2}{0.10g}$
x=3.25g
y=4.9g
z=8.05g
樣品中銅的質量分數=$\frac{10g-3.25g}{10g}×100%$=67.5%
（2）反應所消耗的硫酸溶液質量=$\frac{4.9g}{9.8%}$=50g
（3）所得溶液的溶質質量分數為：$\frac{8.05g}{3.25g+50g-0.1g}$×100%≈15.1%
答：（1）樣品中銅的質量分數為67.5%；
（2）消耗硫酸溶液的質量為50g；
（3）所得溶液的溶質質量分數為15.1%．

點評 本題主要考查有關化學方程式的計算和質量分數的計算，難度較大．計算所得溶液質量時，要注意：①不能把銅的質量計算在所得溶液中；②不能把生成氫氣的質量計算在所得溶液中．