Question

3．沂蒙汽車配件廠新購進了一批黃銅（銅鋅合金）．為了測定這批黃銅中銅的質量分數，化驗人員將取來的樣品先加工成粉末，然后利用該粉末與稀硫酸在燒杯內發生反應．在所進行的三次實驗中，只有一次所取用的稀硫酸與黃銅樣品是恰好完全反應的．有關實驗數據記錄如下：

實驗次數	1	2	3
所取黃銅樣品的質量（g）	10.0	10.0	20.0
加入稀硫酸的質量（g）	100.0	80.0	80.0
反應后燒杯內剩余物質的質量（g）	109.8	89.8	99.8

請分析實驗數據，完成下列問題：
（1）黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應是第2 次試驗該黃銅樣品中銅的質量分數為35%．
（2）計算黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應后所得的溶液中溶質的質量分數．（計算結果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）由題中實驗數據可知第一次實驗中酸剩余，第三次實驗中金屬剩余，只有第二次實驗恰好完全反應，所以黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應時兩種物質的質量之比為1：8，根據質量守恒定律可求出生成氫氣的質量，進而根據化學方程式計算出銅鋅合金中鋅的質量然后求出黃銅樣品中銅的質量分數；
（2）根據化學方程式中氫氣的質量可求出生成的硫酸鋅的質量，然后由燒杯內剩余物質的質量減去樣品中銅的質量求出所得溶液的總質量，進而求出溶液中溶質的質量分數．

解答 解：（1）由題中數據分析可知，第二次實驗恰好完全反應，所以所以黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應時兩種物質的質量之比為10g：80g=1：8；
根據質量守恒定律可知，完全反應時生成氫氣的質量=（10g+80g）-89.8g=0.2g
設樣品中鋅的質量為x，生成硫酸鋅的質量為y．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65               161        2
x                  y      0.2g
$\frac{65}{x}=\frac{161}{y}=\frac{2}{0.2g}$
x=6.5g       y=16.1g
∴該黃銅樣品中銅的質量分數為：$\frac{10g-6.5g}{10g}$×100%=35%
故答案為：2，35%；
（2）黃銅樣品與稀硫酸恰好完全反應后所得的溶液中溶液的質量為89.8g-（10g-6.5g）=86.3g
∴所得的溶液中溶質的質量分數=$\frac{16.1g}{86.3g}$×100%=18.7%
答：所得溶液中溶質的質量分數為18.7%．

點評 本題重點考查金屬活動性順序的應用，并利用化學方程式進行計算物質的質量和溶液中溶質的質量分數，要求我們能正確分析題目信息和數據．