Question

用鋅與硫酸溶液反應，五次實驗結果記錄如下：

實驗序號	鋅的質量/g	硫酸溶液的質量/g	在實驗條件下氫氣的體積/L
1	6.5	200	2.30
2	13.0	200	4.60
3	19.5	200	6.90
4	26.0	200	9.20
5	32.5	200	9.20

已知第4次實驗中Zn與H₂SO₄恰好完全反應．
（1）根據表中數據畫出氫氣的體積隨鋅的質量變化的關系圖．
（2）求硫酸溶液的質量分數．
（3）根據表中數據簡要說明第4次實驗中硫酸和鋅恰好完全反應的理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據實驗數據，分析曲線的起點、折點及趨勢，繪制出隨鋅質量增加而放出氫氣的質量的關系曲線；
（2）選取硫酸完全反應的第4次實驗數據，根據反應的化學方程式，由反應消耗金屬鋅的質量計算出200g硫酸溶液中硫酸的質量，解決硫酸溶液的質量分數；
（3）分析實驗數據，通過對比金屬鋅質量改變與生成氫氣質量的關系、消耗硫酸與放出氫氣的質量關系，判斷二者恰好完全反應時質量關系．
解答：解：（1）金屬鋅與硫酸接觸開始放出氫氣，曲線的起點即坐標原點；隨鋅質量增加放出氫氣的質量不斷增大，直至鋅的質量為26.5g時，恰好完全反應，放出9.2L氫氣，此點即曲線的折點；之后因硫酸完全反應，產生氫氣質量不再隨鋅質量的增加而改變；
故答案為：

（2）設26g鋅完全反應時消耗硫酸的質量為x
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65   98       
26g   x       
= 
x=39.2g
硫酸溶液的質量分數=×100%=19.6%
答：硫酸溶液的質量分數為19.6%．
（3）根據實驗數據，鋅粒每增加6.5g，氫氣就增加2.3L，當放出氫氣9.2L時，應消耗金屬鋅的質量=×6.5g=26g，即第4次實驗金屬鋅完全反應；當第5次實驗中金屬鋅的質量增加時，產生氫氣質量不變，說明第4次實驗中硫酸完全反應；
故答案為：鋅粒每增加6.5g，氫氣就增加2.3L，前4次實驗均符合這個關系，而第5次實驗增加了6.5g鋅粒，氫氣并沒有增加，說明第4次恰好完全反應．
點評：分析表示反應變化特點的曲線時，對于曲線的起點、折點、趨勢的分析，可以準確地把握變化的特點．