Question

20．黄铜是一种重要的金属，它是铜和锌的合金，可用来制造机器、电器零件及日常用品．为了测定黄铜样品的组成，取五份样品分别加稀硫酸反应，其实验数据记录如下：

样品	第1份	第2份	第3份	第4份	第5份
取样品质量（g）	40.0	40.0	40.0	40.0	40.0
取稀硫酸质量（g）	30.0	60.0	90.0	120.0	150.0
产生气体质量（g）	0.3	0.6	0.9	1.0	1.0

按要求回答下列问题：
（1）根据实验数据分析，从第4份开始，金属已经反应完全了．
（2）列式计算该黄铜样品中金属锌的质量分数．（要求写出计算过程）
（3）列式计算稀硫酸的溶质质量分数．（要求写出计算过程）
（4）在给出的坐标纸上，画出40.0g样品中加稀硫酸的质量与产生气体质量的关系曲线．

Answer 1

分析 （1）第4份加入120g硫酸生成氢气1.0g，第5份中又多加了30g硫酸，但是生成氢气的质量没变，说明锌已经被反应完了；
（2）根据生成氢气的质量计算出锌的质量，再用锌的质量除以样品的质量乘以百分之百即可；
（3）计算出40.0g样品和稀硫酸恰好完全反应消耗的稀硫酸的质量．

解答 解：（1）第4份加入120g硫酸生成氢气1.0g，第5份中又多加了30g硫酸，但是生成氢气的质量没变，说明锌已经被反应完了，所以从第4份开始，金属已经反应完了；
（2）解：设40g样品中含锌的质量为x，生成1.0g氢气消耗的H₂SO₄的质量为y，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65  98         2
x   y         1.0g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{1.0g}$
x=32.5g，
$\frac{98}{y}=\frac{2}{1.0g}$
y=49g
所以黄铜样品中锌的质量分数为：$\frac{32.5g}{40g}$×100%=81.25%
答：黄铜样品中锌的质量分数为81.25%
设稀硫酸的质量分数为w，由第一份样品可知30.0g稀硫酸产生0.3g氢气，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
    98         2
   30×w       0.3g
$\frac{98}{30g×w}=\frac{2}{0.3g}$
w=49%
则40.0g样品消耗的稀硫酸的质量=$\frac{49g}{49%}$=100g，则40.0g样品中加稀硫酸的质量与产生气体质量的关系曲线如图所示：

答案：
（1）4；
（2）该黄铜样品中金属锌的质量分数为81.25%；
（3）稀硫酸的溶质质量分数为49%；
（4）

点评 解答本题关键是要通过图表中数据分析出最多生成氢气1.0g，再利用方程式计算出锌的质量，再进一步进行计算．