Question

19．某化學興趣小組的同學為測定假黃金（銅鋅合金）中各組成元素的質量分數，稱取40克假黃金置于燒杯中，用某濃度的稀鹽酸100克，分5次加入，每次充分反應后，取出固體，經過濾、干燥等操作后稱重，各次稀鹽酸用量和剩余固體質量記錄如下：

實驗次數	稀鹽酸的用量（g）	剩余固體的質量（g）
1	20	36.75
2	20	33.50
3	20	30.25
4	20	27.00
5	20	27.00

（1）從圖可知，當所用合金與稀鹽酸的質量比為1：2時，表明鋅恰好完全反應．
（2）求銅鋅合金中鋅的質量分數；     
（3）計算稀鹽酸中溶質的質量分數．

Answer 1

分析 （1）由曲線圖可知，加入80g鹽酸后恰好完全反應，剩余27.00g銅，根據銅的質量和假黃金的質量來計算合金與鹽酸的質量比；
（2）剩余固體是銅，根據銅的質量和假黃金的質量可以計算出合金中鋅的質量分數；
（3）由鋅和完全反應時鹽酸的質量根據鋅與鹽酸反應的化學方程式可以計算出稀鹽酸中溶質的質量分數和生成氯化鋅、氫氣的質量．

解答 解：（1）由曲線圖可知，加入80g鹽酸后恰好完全反應，剩余27.00g銅，此時合金與稀鹽酸的質量比=40：80=1：2，所以當所用合金與稀鹽酸的質量比為1：2時，表明鋅恰好完全溶解；
（2）鋅和鹽酸反應，而銅和鹽酸不反應，加入過量鹽酸后，剩余固體為銅，銅的質量為27.00g；鋅的質量=40g-27.00g=13g，故合金中鋅的質量分數為$\frac{13}{40}$×100%=32.5%
（3）設3.25g鋅與質量為x的氯化氫恰好完全反應．
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65  73
3.25g x
$\frac{65}{73}=\frac{3.25g}{x}$，x=3.65g，故稀鹽酸的質量分數=$\frac{3.65g}{20g}$×100%=18.25%
答：（1）從圖可知，當所用合金與稀鹽酸的質量比為1：2時，表明鋅恰好完全溶解．
（2）合金中鋅的質量分數為32.5%．
（3）稀鹽酸中溶質的質量分數為18.25%

點評 本題主要考查學生利用化學方程式和溶質質量分數公式進行計算的能力，解題時要知道銅與稀鹽酸不反應，銅鋅合金與稀鹽酸的反應，為鋅與稀鹽酸的反應，然后根據化學方程式進行計算，問題即可迎刃而解．