Question

a、常熟白雪冰箱厂新购进了一批黄铜（铜锌合金）．为了测定这批黄铜中铜的质量分数，化验人员将取来的样品先加工成粉未，然后利用该粉末与稀硫酸在烧杯内发生反应．在所进行的三次实验中，只有一次所取用的稀硫酸与黄铜样品是恰好完全反应的．有关实验数据记录如下：

实验次数	1	2	3
所取黄铜样品的质量/g	10.0	10.0	20.0
加入稀硫酸的质量/g	100.0	80.0	80.0
反应后烧杯内剩余物质的质量/g	109.8	89.8	99.8

请分析实验数据，完成下列问题：
（1）黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应时两种物质的质量之比为

 

，该黄铜样品中铜的质量分数为

 

．
（2）计算黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应后所得的溶液中溶质的质量分数．（计算结果精确到0.1%）
b、课题小组为测定某石灰石样品中CaCO₃的含量，取10g石灰石样品放在烧杯中，然后向其中注入一定量某质量分数的稀盐酸，使之与样品充分反应（杂质不参与反应）．随反应进行，注入稀盐酸的质量与反应得到气体的质量呈如图所示关系．请完成下列计算内容：
（1）样品中CaCO₃的含量是多少？
（2）所用稀盐酸的质量分数是多少？
我解答

 

小题（请在横线上填写题号“a”或“b”，以确认你的选择）．

Answer 1

分析：a．根据金属活动性顺序可得知，黄铜中铜不与稀硫酸发生反应，则反应后烧杯内剩余物质为铜和反应后的溶液．根据质量守恒定律，可求得每次实验所放出氢气的质量都为0.2g．
（1）实验2和实验1对比，可得知10g黄铜全部反应；实验2和实验3对比，可得知80g稀硫酸全部反应．综上所述，实验2中的两物质恰好完全反应；
样品中铜的质量和样品质之比即为样中铜的质量分数，而铜不参加反应，铜的质量可这样求得：样品质量-金属锌的质量=黄铜样品中铜的质量，所以需要根据放出0.2g氢气先计算出金属锌的质量．
（2）黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应后所得的溶液为硫酸锌溶液，需要计算该溶液中溶质硫酸锌的质量．可根据锌与硫酸反应的化学方程式，由生成氢气质量0.2g进行计算．
b．据关系图可知，10g石灰石样品完全反应，消耗稀盐酸65.7g，同时放出CO₂气体3.96g．根据反应的化学方程式，由CO₂气体3.96g计算出样品中碳酸钙和稀盐酸中HCl的质量．

解答：解：a．（1）黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应时两种物质的质量分别为10g和80g，则两物质的质量比=10g：80g=1：8
故答：1：8；
黄铜样品与稀硫酸恰好完全反应后所得氢气质量=10.0g+80.0g-89.8g=0.2g
设参加反应锌的质量为x，生成的硫酸锌质量为y
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65        161   2
x          y   0.2g
65：2=x：0.2g  解之得  x=6.5g
黄铜样品中铜的质量分数=

10g-6.5g

10g

×100%=35%
故答：35%；
（2）161：2=y：0.2g  解之得  y=16.1g
所得溶液的溶质质量分数=

16.1g

6.5g+80.0g-0.2g

×100%=18.7%
答：所得溶液的溶质质量分数为18.7%

b．设样品中CaCO₃的质量为x，参加反应稀盐酸中HCl的质量为y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
100   73         44
x     y         3.96g
100：x=44：3.96g 解之得  x=9g
73：y=44：3.96g 解之得  y=6.57g
（1）石灰石样品中CaCO₃的含量=

9g

10g

×100%=90%
（2）所用稀盐酸的质量分数=

6.57g

65.7g

×100%=10%
答：（1）样品中CaCO₃的含量为90%；（2）所用稀盐酸的质量分数为10%．

点评：根据数据列表或关系图，找出反应中某物质的质量是这一类问题的解决方法．