Question

實驗室中現有一種銅合金樣品，已知此樣品為銅鋅合金、銅鋁合金、銅銀合金和銅鐵合金中的一種，為確定其為四種合金中的哪一種，實驗小組的同學們進行了下列的實驗，請回答下列問題：
（1）實驗室中有貼有如圖所示標簽的濃硫酸，要配制20%的稀硫酸350克，需該濃硫酸的體積是______mL；

硫酸 體積：500mL 化學式：H2SO4 密度：1.4g/cm3 質量分數：50%

（2）將20g合金粉末加入到98g新配好的稀硫酸中，恰好完全反應．過濾，將濾液蒸干后得到固體純凈物32.2g．通過計算回答：
①此合金為______合金；
②寫出發生反應的化學方程式：______
③根據已知條件寫出求解生成氣體質量（x）的比例式：______
④若向反應后所得濾液中加入89.4g水，則最終所得溶液中的溶質質量分數為______．
（3）若工業上用含Cu₂S 70%的輝銅礦lOOt煉銅，并將其冶煉成上述銅的合金，（假設煉制過程中輝銅礦的損失率為10%），能煉出此銅合金的質量為______．

Answer 1

解：（1）設需該濃硫酸的體積為V
350g×20%=V×1.4g/cm³×50%
V=100mL
（2）①濾液蒸干后得到固體純凈物32.2g中含硫酸根的質量=98g×20%××100%=19.2g
則所得硫酸鹽中金屬元素與硫酸根的質量比=（32.2g-19.2g）：19.2g=65：96，此比例符合硫酸鋅中鋅與硫酸根的質量比，因此，可判斷合金為銅鋅合金；
②銅鋅合金放入稀硫酸中，鋅與硫酸反應，化學方程式為Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
③生成硫酸鋅32.2g時生成氫氣質量x
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
161 2
32.2g x
=
④解得生成氫氣的質量=0.4g，參加反應鋅的質量=32.2g-19.2g=13g
向反應后所得濾液中加入89.4g水，則最終所得溶液中的溶質質量分數=×100%=16.1%
（4）含Cu₂S 70%的輝銅礦lOOt可煉出銅的質量=100t×（1-10%）×70%××100%=50.4t
銅鋅合金中銅的質量分數=×100%=35%
能煉出此銅合金的質量=50.4t÷35%=144t

故答案為：
（1）100；
（2）①銅鋅；②Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；③=；④16.1%；
（3）144t．
分析：（1）根據加水稀釋前后溶質質量不變，由稀釋后稀硫酸計算需要濃硫酸的體積；
（2）①根據題意，利用消耗硫酸的質量計算反應生成硫酸鹽中金屬與硫酸根的質量比，利用可能金屬的化合價與相對原子質量討論確定合金的組成；
②根據合金的組成確定所反應的反應，寫出反應的化學方程式；
③根據化學方程式，由硫酸鹽的質量與氫氣的質量關系，列出計算氫氣質量的比例式；
④根據質量守恒定律，計算所得溶液的質量，然后計算加入水后所得溶液的質量分數；
（3）根據煉得銅的質量及合金中銅的質量分數，計算可得合金的質量．
點評：本題為初中化學計算的匯集，旨在考查學生的運算能力、分析問題的能力，解答時理清思路才能順利完成最終的計算．