Question

16．合金的種類很多，用途非常廣泛，黃銅是銅和鋅的合金，它可以用來制造機器和電器的零件等．化學興趣小組的同學欲測定實驗室中某銅樣品中銅的質量分數（不考慮黃銅中的其他雜質），請你參與他們的探究過程．
稱量20g粉末狀黃銅樣品放入燒杯中，量取60mL稀硫酸分三次加到其中，每次充分反應后，測定生成氫氣的質量，實驗數據如表：

	第一次	第二次	第三次
加入稀硫酸的體積（ml）	20	20	20
生成氫氣的質量（g）	0.04	m	0.02

試求：
（1）m的數值0.04．
（2）此黃銅樣品中銅的質量分數是多少？（寫出計算過程）
（3）所加稀硫酸溶液的溶質質量分數？（該溫度下稀硫酸密度為1.066g/ml，計算結果保留至0.01%）

Answer 1

分析 根據第一次加入20g稀硫酸生成氫氣0.04g，而第三次生成0.02g，所以可知第二次也生成0.04g，確定生成的氫氣的質量為0.04g+0.04g+0.02g=0.1g．進而根據化學方程式求算參加反應的鋅的質量．求算硫酸中溶質應該根據每20mL稀硫酸生成0.04g氫氣進行．

解答 解：根據第一次加入20g稀硫酸生成氫氣0.04g，而第三次生成0.02g，所以可知第二次也生成0.04g即m=0.04，確定生成的氫氣的質量為0.04g+0.04g+0.02g=0.1g．
設鋅的質量為x
設參加反應的鋅的質量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65                           2
x                            0.1g
$\frac{65}{2}$=$\frac{x}{0.1g}$
x=3.25g
此黃銅樣品中銅的質量分數為$\frac{20g-3.25g}{20g}$×100%=83.75%
每20mL稀硫酸生成0.04g氫氣，20mL稀硫酸的質量為20mL×1.066g/mL=21.32g
設所消耗的硫酸中的溶質的質量為y．
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
       98                    2
        y                      0.04g
$\frac{98}{2}$=$\frac{y}{0.04g}$
y=1.96g
所加稀硫酸溶液的溶質質量分數為$\frac{1.96g}{21.32g}$×100%≈9.19%
答：（1）m的數值0.04．
（2）此黃銅樣品中銅的質量分數是83.75%；
（3）所加稀硫酸溶液的溶質質量分數為9.19%．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．