Question

11．欲測定Cu-Zn合金及Cu-Si合金中銅的質量分數，已知常溫下硅不與硫酸反應，實驗室只提供一瓶未標明質量分數的稀硫酸和必要的儀器．

（1）你認為能測出質量分數的是Cu-Zn合金．
（2）取該合金粉末13g加入該稀硫酸充分反應，所加稀硫酸與產生的氫氣質量關系如圖1所示．
①生成氣體的質量為0.2g；②請計算該銅合金中銅的質量分數．
（3）圖1中A點溶液質量為104.3g，根據計算所得數據在圖2中畫出加入稀硫酸的質量與溶液質量變化關系的曲線．

Answer 1

分析 （1）根據銅和硅不能和稀硫酸反應，鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣分析；
（2）根據氫氣的質量求出鋅的質量，再用合金質量減去鋅的質量即為銅的質量；再用合金中銅的質量除以合金的質量乘以百分之百既得合金中銅的質量分數；
（3）根據質量守恒定律，反應結束后加入稀硫酸的質量與溶液質量增加的質量相等．

解答 解：（1）銅的活動性比氫弱，不與稀硫酸發生反應，鋅的活動性比氫強，能與稀酸發生反應，因而銅鋅合金能測定出銅或鋅的質量分數；而硅不與稀硫酸發生反應，因而Cu-Si合金不能測定出質量分數．
故填：Cu-Zn．
（2）①由圖示可知，生成氣體的質量為0.2g； 故答案為：0.2．
②設：合金中鋅的質量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2
x             0.2g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.2g}$
x=6.5g
合金中銅的質量為：13g-6.5g=6.5g
合金中銅的質量分數=$\frac{6.5g}{13g}$×100%=50%
答：合金中銅的質量分數為50%．
（3）A點溶液質量為6.5g+98g-0.2g=104.3g，A點后加入稀硫酸的質量與溶液質量增加的質量相等．故加入稀硫酸的質量與溶液質量變化關系的曲線為：．
故答案為：104.3；．

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．