Question

15．為了測定某銅鋅合金中鋅的質量分數，某同學利用該合金與稀硫酸反應，進行了三次實驗，所得相關得實驗數據記錄如下（實驗中的誤差忽略不計）

	第一次	第二次	第三次
所取合金的質量/g	25	25	50
所用稀硫酸的質量/g	120	160	100
生成氫氣的質量/g	0.4	0.4	0.4

（1）從上表數據分析，當所取合金與所用稀硫酸的質量比為1：4時，表明合金中的鋅與稀硫酸中的硫酸完全反應．
（2）試計算該銅鋅合金中鋅的質量分數．
（3）所用稀硫酸溶液的溶質的質量分數．

Answer 1

分析 （1）銅、鋅合金中銅和稀硫酸不反應只有鋅和稀硫酸反應，第二次和第一次所取的合金質量相同，第二次所用的稀硫酸比第一次多，而兩次生成的氣體質量相同，說明兩次所取的合金中的鋅都完全反應了，由此可以知道25g合金只能生成0.4g氫氣；第三次所取的合金是前兩次的2倍，如果合金中的鋅完全反應，應該產生0.8g氣體，而實際上產生的氣體和前兩次相同只有0.4g，說明第三次反應中稀硫酸不足量，由此可以知道100g稀硫酸只能產生0.4g氫氣，從而可以判斷出稀硫酸和合金恰好完全反應的質量比；
（2）根據氫氣的質量結合反應的化學方程式可以計算出鋅的質量，進而求出鋅的質量分數即可．
（3）根據氫氣的質量結合反應的化學方程式可以計算出稀硫酸溶液的溶質質量，進而求出稀硫酸溶液的溶質的質量分數即可．

解答 解：（1）銅、鋅合金中銅和稀硫酸不反應只有鋅和稀硫酸反應，第二次和第一次所取的合金質量相同，第二次所用的稀硫酸比第一次多，而兩次生成的氣體質量相同，說明兩次所取的合金中的鋅都完全反應了，由此可以知道25g合金只能生成0.4g氫氣；第三次所取的合金是前兩次的2倍，如果合金中的鋅完全反應，應該產生0.8g氣體，而實際上產生的氣體和前兩次相同只有0.4g，說明第三次反應中稀硫酸不足量，由此可以知道100g稀硫酸只能產生0.4g氫氣，綜上可以知道：25g合金中的鋅和100g稀硫酸可恰好完全反應，即合金和稀硫酸的質量比為25g：100g=1：4：
（2）設25g銅鋅合金中含有鋅的質量為x，稀硫酸溶液的溶質質量為y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65      98                  2
x        y                  0.4g
$\frac{65}{x}=\frac{98}{y}=\frac{2}{0.4g}$
x=13g
y=19.6g
（2）銅合金中鋅的質量分數為：$\frac{13g}{25g}×$100%=52%；
（3）所用稀硫酸溶液的溶質的質量分數=$\frac{19.6g}{100g}×$100%=19.6%．
故答案為：
（1）1：4；   
（2）52%．
（3）19.6%

點評 此題考查的是根據化學方程式的有關計算，學會運用控制變量法來正確的分析處理表中的數據是解答此題的關鍵．