Question

16．化学兴趣小组的同学取10g某锌样品（含少量杂质，且杂质不溶于水，也不与酸反应）于烧杯中，向其中加入一定量的稀硫酸，当加入稀硫酸的质量为93.7g时，恰好完全反应，生成气体的质量与反应时间的关系如右图所示，试回答下列问题：
（1）从图中可以看出，完全反应后生成氢气的质量为0.2g．
（2）样品锌的质量为多少？
（3）所用硫酸的溶质质量分数为多少？
（4）反应后溶液的溶质质量分数为多少？

Answer 1

分析 （1）图象中曲线折点表示恰好完全反应，此时生成氢气的质量为0.2g；
（2）根据反应的化学方程式，由放出氢气的质量计算样品中锌的质量、硫酸中溶质的质量和生成硫酸锌的质量；
（3）根据溶质的质量分数公式求出所用硫酸的溶质质量分数；
（4）由质量守恒定律计算出反应后所得溶液质量，再根据溶液中溶质质量分数公式，求出所得溶液中硫酸锌的质量分数．

解答 解：（1）锌与硫酸恰好完全反应时即曲线的折点，此时所产生氢气的质量为0.2g；
（2）设锌的质量为x，硫酸中溶质的质量为y，生成硫酸锌的质量为z
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65   98   161   2
x    y    z    0.2g
$\frac{65}{x}=\frac{98}{y}=\frac{161}{z}=\frac{2}{0.2g}$
解得：x=6.5g  y=9.8g   z=16.1g
（3）所用硫酸的溶质质量分数为：$\frac{9.8g}{93.7g}×100%$≈10.5%
（4）所得溶液中溶液的质量=6.5g+93.7g-0.2g=100g
则溶质的质量分数为：$\frac{16.1g}{100g}×100%$=16.1%，
故答案为：（1）0.2；（2）样品锌的质量为6.5g；（3）所用硫酸的溶质质量分数为10.5%；（4）所用稀硫酸中溶质的质量分数为16.1%．

点评 解答此类问题的根本点在于对反应图象的曲线进行分析，明确曲线的折点常常表示此时恰好完全反应是解题的关键