Question

10．為了測定某種黃銅（銅和鋅的合金）的組成，取該黃銅樣品碎屑100g，把400g稀硫酸分4次加入到該樣品中，測得數據記錄如表：

	第1次	第2次	第3次	第4次
加人稀硫酸質量（g）	100	100	100	100
剩余固體質量（g）	87	74	67.5	67.5

（1）第2次測得剩余固體質量為74g，其成分為C．
A．銅          B．鋅          C．銅和鋅
（2）該黃銅樣品中銅和鋅的質量比m_銅：m_鋅：27：13．
（3）計算所用稀硫酸的溶質質量分數，并畫出反應生成的氫氣質量與加入稀硫酸質量的關系圖．

Answer 1

分析 （1）鋅、銅兩種金屬中只有鋅能與酸發生反應，第2次加入稀硫酸完全反應后剩余固體質量為74g，第3次加入稀硫酸固體質量還能減少說明第二次反應后剩余固體中仍有鋅；
（2）第四次加入酸固體質量不再減少說明鋅已完全反應剩余固體全部是銅，由此求出；
（3）計算所用稀硫酸的溶質質量分數必須找一個酸完全反應的進行計算，第一、二次都可；第三次中固體減少的質量比第一二次減少的質量要少，故金屬鋅完全反應酸有剩余；根據反應生成的氫氣質量與加入稀硫酸質量的關系，作出圖象．

解答 解：（1）鋅、銅兩種金屬中只有鋅能與酸發生反應，第2次加入稀硫酸完全反應后剩余固體質量為74g，第3次加入稀硫酸固體質量還能減少說明第二次反應后剩余固體中仍有鋅；所以，C正確．
（2）由表中的數據可知，第四次加入酸固體質量不再減少說明鋅已完全反應剩余固體全部是銅，故銅的質量為67.5g，所以該黃銅樣品中銅和鋅的質量比為：67.5g：（100g-67.5g）=27：13；
（3）第二次加入稀硫酸固體質量減少說明在第一次中固體鋅過量，酸完全反應；可根據第一次物質的量進行計算；
設100g稀硫酸中溶質硫酸的質量為x，生成的氫氣的質量為y
 H₂SO₄+Zn═ZnSO₄ +H₂↑
 98    65         2
  x   100g-87g    y
$\frac{98}{x}=\frac{65}{100g-87g}=\frac{2}{y}$ 解得：x=19.6g  y=0.4g
所用稀硫酸的溶質質量分數為：$\frac{19.6g}{100g}×100%$=19.6%
由上述計算可知，每反應（100g-87g）的鋅反應掉的稀硫酸的質量為100g，生成的氫氣的質量為0.4g．則可知（100g-67.5g）的鋅反應掉的稀硫酸的質量為250g，生成的氫氣的質量為1g．所以，應生成的氫氣質量與加入稀硫酸質量的關系圖如下：

故答為：（1）C；（2）27：13；（3）所用稀硫酸的溶質質量分數為19.6%，反應生成的氫氣質量與加入稀硫酸質量的關系圖見上圖．

點評 本題是一道綜合計算題，計算所用稀硫酸的溶質質量分數時，一定要確保稀硫酸完全反應，此時計算出的硫酸的質量才是稀硫酸溶液中所含溶質的質量．