Question

4．為測定某Cu-Zn合金中銅的質量分數，某同學將10g該合金放入到盛有40g足量稀硫酸的燒杯中，充分反應后，測得燒杯中剩余物的質量為49.9g．
（1）生成氫氣的質量為0.1g；體積為1.11L（氫氣的密度為0.09g/L）
（2）計算原合金中銅的質量分數．
（3）相同質量的鎂鋁鋅分別與相同質量20%的鹽酸充分反應，產生氫氣質量（直接用各金屬表示）大小關系有以下幾種猜測：①Mg＞Al＞Zn；②Al＞Mg＞Zn；③Al=Mg=Zn；④Al=Mg＞Zn；⑤Al=Zn＞Mg；⑥Al＞Mg=Zn．其中合理的個數為C
A．5個     B．4個     C．3個     D．2個．

Answer 1

分析 （1）根據黃銅的成分銅和鋅的性質可知，加入稀硫酸時，只有鋅與硫酸反應生成了硫酸鋅和氫氣；根據質量守恒定律，燒杯內質量的減少的質量即生成的氫氣質量，根據密度公式計算氫氣的體積．
（2）據此根據反應的化學方程式列式計算出參加反應鋅的質量，進而計算出銅的質量和銅的質量分數．
（3）根據每24份質量的鎂會與73份質量的鹽酸反應生成2份質量的氫氣，鎂54份質量的鋁和219份質量的鹽酸反應生成6份質量的氫氣，每65份質量鋅和73份質量的鹽酸反應生成2份質量的氫氣，結合題中的選項進行分析．

解答 解：（1）根據質量守恒定律，產生氫氣的質量為：10g+40g-49.9g=0.1g；體積為$\frac{0.1g}{0.09g/L}$=1.11L；
（2）設黃銅樣品中鋅的質量為x，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65                            2
x                           0.1g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.1g}$
x=3.25g
黃銅樣品中銅的質量分數為：$\frac{10g-3.25g}{10g}$×100%=67.5%
每24份質量的鎂會與73份質量的鹽酸反應生成2份質量的氫氣，鎂54份質量的鋁和219份質量的鹽酸反應生成6份質量的氫氣，每65份質量鋅和73份質量的鹽酸反應生成2份質量的氫氣，假設金屬的質量都是24g，等質量的金屬消耗鹽酸的質量分別是：
Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑，
24     73
24g    73g
2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
54     219
24g    97.3g
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65     73
24g   27g
令三種金屬質量均為24g，則
當鹽酸質量m＞73g時，生成氫氣的質量：Al＞Mg＞Zn；
當鹽酸質量27g＜m≤73g時，生成氫氣質量：Al=Mg＞Zn；
當鹽酸質量m≤27g時，生成氫氣質量：Al=Mg=Zn
所以，②③④這3個猜測合理，即答案選C
答案：（1）0.1g；1.11L；（2）黃銅樣品中銅的質量分數為67.5%．（3）C．

點評 本題難度不大，掌握根據化學方程式的計算即可正確解答本題，根據質量守恒定律計算出氫氣的質量是正確解答本題的前提和關鍵．