Question

为了测定某粉末状黄铜（铜锌合金）样品中铜的质量分数，刘阳同学取一定质量的黄铜样品放入烧杯中，再取20g稀盐酸分四次加入烧杯中，每一次均充分反应，测得实验数据如下：

加入盐酸的质量/g	5	5	5	5
剩余固体质量/g	6.10	5.45	4.80	4.80

试计算：
（1）所用稀盐酸中溶质的质量分数是多少？
（2）用36.5%的浓盐酸配制20g述稀盐酸，需要浓盐酸的质量是多少？
（3）黄铜样品中铜的质量分数是多少？（结果保留一位小数）

Answer 1

解：（1）经分析可以知道与5g稀盐酸恰好完全反应需要锌的质量为：6.10g-5.45g=0.65g；
设参加反应的HCl 的质量为x
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
65 73
0.65g x

解得：x=0.73g
所用稀盐酸中溶质的质量分数是0.73g5g×100%=14.6%；
（2）设需要36.5%的浓盐酸的质量为y，根据溶液稀释前后溶液中溶质的质量不变可知：
36.5%?y=20g×14.6%
解得：y=8g
（3）由第三次和第四次剩余固体质量相等可知，剩余的4.80g固体即为样品中铜的质量，结合（1）中的解答可以知道所取的固体的质量为：0.65g×3+4.80g=6.75g
所以黄铜样品中铜的质量分数是：×100%=71.1%
答：（1）所用稀盐酸中溶质的质量分数是14.6%；
（2）用36.5%的浓盐酸配制20g述稀盐酸，需要浓盐酸的质量是8g
（3）黄铜样品中铜的质量分数是71.1%．
故答案为：（1）14.6%；
（2）8g；
（3）71.1%．
分析：（1）根据金属活动性可知，铜排在氢后，不能与稀盐酸发生反应，故发生反应的是锌与稀盐酸，减少的固体的质量就是参加反应的锌的质量，由题目可知：第二次反应消耗锌的质量=，根据反应的化学方程式，可计算出所加5g稀盐酸中溶质的质量，由溶质的质量分数公式，求出所用稀盐酸中溶质的质量分数；
（2）根据加水稀释前后溶液中溶质质量不变，由20g7.3%的稀盐酸中溶质质量与浓盐酸的质量分数的比计算需要浓盐酸的质量；
（3）由第三次和第四次剩余固体质量相等可知，剩余的4.80g固体即为样品中铜的质量，根据铜的质量与样品质量比可计算出黄铜样品中铜的质量分数．
点评：根据所给的实验数据分析每次加入5g稀盐酸固体剩余物质量的变化，可对反应进行的情况进行判断，并明确参加反应的是固体中的锌，这是解决本题的关键