Question

13．為了測定某粉末狀黃銅（銅，鋅合金）樣品中銅的質量分數，甲同學取了39g黃銅樣品放入燒杯中，再取500g稀鹽酸分五次加入燒杯中，均充分反應，實驗數據如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
加入稀鹽質量（g）	100	100	100	100	100
燒杯內物質總質量（g）	138.8	286.6	n	438.2	538.2

（1）上述反應的化學方程式為Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；
（2）求樣品中鋅的質量（x）的比例式$\frac{65}{2}$=$\frac{x}{0.8g}$；
（3）黃銅樣品中銅、鋅質量比$\frac{1}{2}$；
 （4）若工業上用含Cu₂S 70%的輝銅礦冶煉上述黃銅756t，需要輝銅礦的質量為500t（假設煉制過程中輝銅礦的利用率為90%）

Answer 1

分析 （1）根據金屬活動性可知，銅排在氫后，不能與稀鹽酸發生反應，故發生反應的是鋅，可寫化學反應方程式；
（2）根據質量守恒定律可知：反應前后減少的質量就是生成的氫氣的質量，則由表中的數據對比分析可知：每100g鹽酸完全與鋅反應生成了139g-138.8g=0.2g氫氣，由于第四次、第五次加入的100g鹽酸均產生了0.2g氫氣，說明第四次鋅完全參加反應，根據氫氣的質量可列出樣品中鋅的質量（x）的比例式；
（3）根據上述比例式求出鋅的質量再求出黃銅樣品中銅、鋅質量比；
（4）根據黃銅中銅的質量分數可以計算煉制出黃銅的質量，進而計算出需要輝銅礦的質量．

解答 解：（1）鋅能與鹽酸反應生成氯化鋅與氫氣，方程式為：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；
（2）根據質量守恒定律可知：反應前后減少的質量就是生成的氫氣的質量，則由表中的數據對比分析可知：每100g鹽酸完全與鋅反應生成了139g-138.8g=0.2g氫氣，由于第四次、第五次加入的100g鹽酸均產生了0.2g氫氣，說明第四次鋅完全參加反應，鋅完全反應生成氫氣的質量為0.8g．
設樣品中鋅的質量為x
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
65             2
x            0.8g
 $\frac{65}{2}$=$\frac{x}{0.8g}$
解得：x=26g
（3）黃銅樣品中銅、鋅質量比為：$\frac{39g-26g}{26g}$=$\frac{1}{2}$；
（4）設需要輝銅礦的質量為y，由題意可列出計算式：x×90%×70%×$\frac{128}{160}$×100%=756t×$\frac{1}{3}$，解得x=500t；
故答案為：（1）Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；（2）$\frac{65}{2}$=$\frac{x}{0.8g}$；（3）$\frac{1}{2}$；（4）500t．

點評 根據所給的實驗數據分析每次加入100g稀鹽酸燒杯內剩余物質量的變化，可對反應進行的情況進行判斷，并明確參加反應的是固體中的鋅，這是解決本題的關鍵．