Question

18．某同學為了測定黃銅屑（由鋅和銅形成的合金）樣品組成．分四次取樣品與稀硫酸反應，其實驗數據記錄如表．

樣品	第1份	第2份	第3份	第4份
取樣品質量（g）	50.0	50.0	50.0	50.0
取稀硫酸質量（g）	40.0	80.0	120.0	160.0
產生氣體質量	0.4	0.8	1.0	1.0

試計算：
（1）在四份樣品所做的實驗中，硫酸有剩余的是3、4；
（2）列式計算所用稀硫酸中溶質的質量分數
（3）請在圖中畫出在50.0g樣品中加入稀硫酸的質量與產生氣體質量變化關系的示意圖．

（4）請計算恰好完全反應時溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

分析 根據金屬與酸反應的條件可知，鋅與酸反應，銅與酸不反應．再由表中數據分析可知，第三次反應是合金中的鋅反應完了，前兩次是酸完全反應，合金有剩余，再正確寫出方程式，由方程式求出鋅與硫酸的質量，就可以求得黃銅中鋅的質量分數和所用稀硫酸中溶質的質量分數．

解答 解：（1）由圖表數據可以看出，第3、4次反應生成氣體的質量相等，而加入的稀硫酸的質量是以40g/次增加的，且前兩次每次生成的氫氣的質量為0.4g，第三次增加40g稀硫酸，此時增加氣體的質量為1.0g-0.8g=0.2g，恰好反應時需要硫酸質量為100g，結合第四次的反應，可以判斷第三、四次稀硫酸有剩余．
（2）設合金中含鋅的質量為x，稀硫酸中含硫酸的質量為y，生成硫酸鋅的質量為z，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98    161   2
x   y      z  1.0g
$\frac{65}{x}$=$\frac{98}{y}$=$\frac{161}{z}$=$\frac{2}{1.0g}$
解得：x=32.5g，y=49g，z=80.5g
所用稀硫酸中溶質的質量分數=$\frac{49g}{100g}$×100%=49%
（3）當沒有硫酸加入時，就沒有氣體的放出，因此起點是（0，0）；比較第一份和第二份可以發現，每加入40克硫酸，氣體就會多放出0.4克，因此要想放出1.0克氣體，需要加入硫酸的質量是100克，因此最高點是（100，1.0）；比較第一份和第二份可以發現，硫酸的質量和氣體的質量的比值相等（斜率相同），所以圖象是一條直線．

（4）恰好完全反應時溶液中溶質的質量分數為$\frac{80.5g}{32.5g+100g-1.0g}$×100%=61.2%
故答案為：（1）3、4； 
（2）49%（3）（4）61.2%．

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解答問題的能力．與正確解答本題，須知銅不與稀硫酸反應．