Question

3．欲測定Cu-Zn合金和Cu-Ag合金中銅的質量分數，實驗室只提供了一瓶稀鹽酸和必要的儀器．
（1）你認為能測出銅的質量分數的是Cu～Zn合金．
（2）取該合金的粉末32.5g于燒杯中，并逐漸滴入稀鹽酸，當稀鹽酸滴加至100g時，燒杯內剩余物質的總質量為132.1g（產生的氣體全部逸出），產生氣體的質量與滴入稀鹽酸的質量關系如圖1所示，試計算：
①A點產生氣體質量m的數值是0.4．
B點時，燒杯內溶液中溶質的化學式：ZnCl₂、HCl．
②求該合金中銅的質量分數？（寫出計算過程）
③畫出Cu-Zn合金質量隨加稀鹽酸質量變化關系圖．

Answer 1

分析 （1）根據在金屬活動性順序中，氫前的金屬能與酸發生置換反應生成氫氣分析；加入100克稀鹽酸時，反應已經結束．再加入稀鹽酸時，反應不再進行．

（2）根據圖中信息判斷生成氫氣的質量，根據化學方程式可以計算鋅的質量即可解答．
（3）根據反應結束后加入稀鹽酸的質量與剩余的質量關系分析．

解答 解：（1）只給出鹽酸和必要的儀器，則合金中需含有能與鹽酸反應的金屬，鋅排在氫的前面，而銅和銀排在氫的后面，不與鹽酸反應，所以只能測出銅鋅合金．
故本題答案為：Cu～Zn；
（2）①點產生氣體的質量為：32.5g+100g-132.1g=0.4g．B點時反應結束，這時的溶質是氯化鋅，再加入稀鹽酸時溶質又多了氯化氫，這時的溶液中含有氯化鋅和氯化氫，
故填：0.4．ZnCl₂、HCl．
②設生成0.4g氫氣需要鋅的質量為x，則有
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
65                       2
 x                       0.4g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.4g}$
解之得：x=13g；
合金中銅的質量分數為：$\frac{32.5g-13g}{32.5g}×$100%=60%
答：該合金中銅的質量分數為60%．
③合金開始的質量為32.5g，加入稀鹽酸后鋅與酸反應，使固體質量減少，由（2）計算可知加入100克稀鹽酸時，反應已經結束，消耗鋅的質量為13g；剩余固體質量為：32.5g-13g=19.5g；故Cu-Zn合金質量隨加稀鹽酸質量變化關系圖為：
答案：
．

點評 本題是一種綜合性的題型，將溶液、化學反應和圖象融合在一起，有一定的難度，要求比較高．通常學生在計算時常常會忽視了實際參加反應的是溶液中溶質的質量，而往往會把數據直接代入化學方程式進行計算．這就要求學生足夠細心、會分析、且條理分明．