Question

20．黃銅是一種重要的金屬，它是銅和鋅的合金，可用來制造機器、電器零件及日常用品．為了測定黃銅樣品的組成，取五份樣品分別加稀硫酸反應，其實驗數據記錄如下：

樣品	第1份	第2份	第3份	第4份	第5份
取樣品質量（g）	40.0	40.0	40.0	40.0	40.0
取稀硫酸質量（g）	30.0	60.0	90.0	120.0	150.0
產生氣體質量（g）	0.3	0.6	0.9	1.0	1.0

按要求回答下列問題：
（1）根據實驗數據分析，從第4份開始，金屬已經反應完全了．
（2）列式計算該黃銅樣品中金屬鋅的質量分數．（要求寫出計算過程）
（3）列式計算稀硫酸的溶質質量分數．（要求寫出計算過程）
（4）在給出的坐標紙上，畫出40.0g樣品中加稀硫酸的質量與產生氣體質量的關系曲線．

Answer 1

分析 （1）第4份加入120g硫酸生成氫氣1.0g，第5份中又多加了30g硫酸，但是生成氫氣的質量沒變，說明鋅已經被反應完了；
（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）計算出40.0g樣品和稀硫酸恰好完全反應消耗的稀硫酸的質量．

解答 解：（1）第4份加入120g硫酸生成氫氣1.0g，第5份中又多加了30g硫酸，但是生成氫氣的質量沒變，說明鋅已經被反應完了，所以從第4份開始，金屬已經反應完了；
（2）解：設40g樣品中含鋅的質量為x，生成1.0g氫氣消耗的H₂SO₄的質量為y，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65  98         2
x   y         1.0g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{1.0g}$
x=32.5g，
$\frac{98}{y}=\frac{2}{1.0g}$
y=49g
所以黃銅樣品中鋅的質量分數為：$\frac{32.5g}{40g}$×100%=81.25%
答：黃銅樣品中鋅的質量分數為81.25%
設稀硫酸的質量分數為w，由第一份樣品可知30.0g稀硫酸產生0.3g氫氣，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
    98         2
   30×w       0.3g
$\frac{98}{30g×w}=\frac{2}{0.3g}$
w=49%
則40.0g樣品消耗的稀硫酸的質量=$\frac{49g}{49%}$=100g，則40.0g樣品中加稀硫酸的質量與產生氣體質量的關系曲線如圖所示：

答案：
（1）4；
（2）該黃銅樣品中金屬鋅的質量分數為81.25%；
（3）稀硫酸的溶質質量分數為49%；
（4）

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的質量，再進一步進行計算．