Question

普通黃銅僅由銅和鋅組成，廣泛用于制造板材、管材等，也用于鑄造機械零件．某化學興趣小組為了測定得到的黃銅樣品中銅的含量，稱取20g樣品研細后放置于燒杯中，加入50g稀硫酸，恰好完全反應后，冷卻，稱得燒杯的總質量為69.8g．請計算（計算結果精確到0.1%）：
（1）此黃銅中銅的質量分數；
（2）所得溶液的溶質質量分數．

Answer 1

分析：黃銅中的鋅與稀硫酸反應生成氫氣而銅不與稀硫酸反應．
（1）根據質量守恒定律解出氫氣的質量，然后再根據方程式中的比例關系求解鋅的質量；
（2）根據質量守恒定律解答反應后溶液的質量，利用方程式解答反應后溶質質量，最后解溶質質量分數．

解答：解：由質量守恒定律得，反應所生成的氫氣為：20g+50g-69.8g=0.2g
（1）設此黃銅中鋅的質量為x，反應消耗H₂SO₄的質量為y，生成ZnSO₄的質量為z
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65  98   161   2
x    y    z   0.2g

65

x

=

98

y

=

161

z

=

2

0.2g

x=6.5g   y=9.8g   z=16.1g
此黃銅樣品中銅的質量為：20g-6.5g=13.5g，
此黃銅樣品中銅的質量分數為：

13.5g

20g

×100%=67.5%，
（2）反應后溶液的質量是：69.8g-13.5g=56.3g
所得溶液的溶質質量分數為：

16.1g

56.3g

×100%≈28.6%，
答：（1）此黃銅中銅的質量分數是67.5%；（2）所得溶液的溶質質量分數是28.6%．

點評：本題主要考查學生利用化學方程式和溶質質量分數公式進行計算的能力．解題時要知道銅與稀硫酸不反應，銅鋅合金與稀硫酸的反應，為鋅與稀硫酸的反應．然后根據化學方程式進行計算，問題即可迎刃而解．