Question

3．某同學為了測定黃銅屑（由鋅和銅形成的合金）樣品的組成，取四份樣品，分別加稀硫酸反應，其實驗數據記錄如表．

樣品	第1份	第2份	第3份	第4份
取樣品的質量（g）	50.0	50.0	50.0	50.0
加稀硫酸的質量（g）	40.0	80.0	120.0	160.0
剩余物的質量（g）	89.6	129.2	169	209

試計算：
（1）經分析，在第1份樣品測得的數據中，硫酸（填物質）完全反應了．
（2）列式計算黃銅屑樣品中的鋅的質量分數．
（3）請計算出第3次入稀硫酸后所得溶液中硫酸鋅的質量分數？

Answer 1

分析 （1）根據第2份樣品的反應數據可知，加入80g稀硫酸時，產生氫氣質量增加，說明第1份樣品與40g稀硫酸并未能完全反應，金屬樣品有剩余，硫酸量不足而完全反應；并且當加入加稀硫酸的質量120g后，再加稀硫酸不會有氣體產生，說明樣品中鋅已完全反應．
（2）根據生成氫氣的質量計算出鋅的質量，再用鋅的質量除以樣品的質量乘以百分之百即可．
（3）根據生成氫氣的質量計算出硫酸鋅的質量，并求所得溶液中硫酸鋅的質量分數．

解答 解：（1）由于繼續增加稀硫酸的質量時產生氫氣的質量也在增加，可判斷第1份樣品中所加入的稀硫酸完全反應，且樣品中的鋅有剩余；
故答案為：硫酸；
（2）黃銅屑樣品中的鋅與硫酸反應生成氫氣為120.0g+50.0g-169g=1.0g
設50.0g樣品中含鋅的質量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65       161    2
x        y    1.0g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{1.0g}$
解得x=32.5g
$\frac{161}{y}=\frac{2}{0.1g}$
y=80.5g
所以黃銅樣品中鋅的質量分數為$\frac{32.5g}{50.0g}$×100%=65.0%
（3）第3次入稀硫酸后所得溶液中硫酸鋅的質量分數為$\frac{80.5g}{32.5g+120g-1.0g}$×100%=53.1%．

點評 解答本題關鍵是要通過圖表中數據分析出最多生成氫氣1.0g，再利用方程式計算出鋅和硫酸鋅的質量，再進一步進行計算．