Question

為了測定某粉末狀黃銅（銅、鋅合金）樣品中銅的質量分數，某同學稱取mg的黃銅樣品放入燒杯中，再取40g稀鹽酸分四次加入燒杯中，均充分反應，實驗數據如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次
加入稀鹽酸質量（g）	10	10	10	10
剩余固體的質量（g）	9.10	8.45	7.80	7.80

（1）所用稀鹽酸中溶質的質量分數為

7.3%

；
（2）通過計算確定m的值．
（3）mg 該黃銅樣品與上述稀鹽酸恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數．

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，減少的固體的質量就是參加反應的鋅的質量，第三次加入鹽酸固體繼續減少，說明第二次加入的稀鹽酸完全參加反應，第二次反應消耗鋅的質量=9.10g-8.45g=0.65g，根據反應的化學方程式，可計算出所加10g稀鹽酸中溶質的質量，由溶質的質量分數公式，求出所用稀鹽酸中溶質的質量分數；
（2）從第三次與第四次加酸后固體質量不變可得銅的質量；由題目可知：每加入10g鹽酸可消耗鋅的質量為9.75g-9.1g=0.65g，據此分析第三次恰好反應，由此可知參加反應的鋅的質量，從而計算m的值；
（3）由（2）可知：第三次恰好反應，根據參加反應的鋅的質量可以計算生成的氯化鋅的質量、氫氣的質量，并計算其溶液溶質的質量分數．

解答：解：（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，減少的固體的質量就是參加反應的鋅的質量，由題目可知：每10g鹽酸反應消耗鋅的質量是0.65g，
設10g稀鹽酸中溶質的質量為x
  Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
  65  73
0.65g  x
 

65

0.65g

=

73

x

       x=0.73g
 稀鹽酸中溶質的質量分數為

0.73g

10g

×100%=7.3%
（2）由于第三次加入鹽酸固體繼續減少，說明第二次加入的稀鹽酸完全參加反應，第二次反應消耗鋅的質量=9.10g-8.45g=0.65g，由此可知每加入10g鹽酸可消耗鋅的質量為8.45g-7.80g=0.65g，第三次時減少固體的質量恰好是0.65g，且第四次和第三次剩余固體質量相等，說明第三次30g鹽酸恰好能反應掉樣品中的鋅，三次消耗的鋅的質量是：0.65g×3=1.95g；
剩余固體是未參加反應的銅，故m的值是1.95g+7.80g=9.75g；
（3）設恰好完全反應后得到氯化鋅的質量為y，生成氫氣的質量是z
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
65        136  2
1.95g      y   z

65

1.95g

=

136

y

      y=4.08g

65

1.95g

=

2

z

     z=0.6g
氯化鋅溶液溶質的質量分數是：

4.08g

1.95g+30g-0.6g

×100%≈12.8%
故答案為：（1）7.3%；（2）9.75g；（3）答：mg 該黃銅樣品與上述稀鹽酸恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數為12.8%．

點評：根據所給的實驗數據分析每次加入10g稀鹽酸固體剩余物質量的變化，明確參加反應的是固體中的鋅，并分析反應進行的情況，這是解決本題的關鍵，其中計算反應后溶液溶質的質量分數是解答的難點．