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．為測定黃銅中銅的質量分數，取樣品10g，分四次向其中加入稀硫酸使之充分反應，實驗數據記錄如下表：

	第一次	第二次	第三次	第四次
加入稀硫酸的質量/g	10	10	10	10
剩余固體的質量/g	8.7	7.4	7	7

認真分析數據，回答下列問題：
（1）黃銅中銅的質量分數為
（2）恰好完全反應時，溶液中溶質的質量分數是．

Answer 1

分析：（1）由于鋅能與稀硫酸反應而銅不與稀硫酸反應，因此當稀硫酸過量時所剩余固體全部為銅；根據實驗記錄數據可知，第四次所加入的稀硫酸并未發生發生，此時剩余固體為銅；據此可計算黃銅中銅的質量分數；
（2）由于第一次實驗中稀硫酸完全反應，因此可由實驗數據中第一次中鋅與稀硫酸的質量關系，判斷樣品中鋅完全反應時消耗稀硫酸的質量及生成硫酸鋅、氫氣的質量，利用這些物質的質量關系可完成恰好完全反應時溶液中溶質的質量分數的計算．

解答：解：（1）剩余固體質量為7g而不再減少，則樣品中銅的質量為7g，黃銅中銅的質量分數=

7g

10g

×100%=70%；
（2）設樣品中鋅完全反應時生成硫酸鋅的質量為x，放出氫氣質量為y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65         161  2
10g-7g      x   y

65

10g-7g

=

161

x

=

2

y

x≈7.43g，y≈0.09g
由第一次反應的數據，樣品中鋅完全反應時消耗稀硫酸的質量=

3g

10g-8.7g

×10g≈23.08g
則恰好完全反應時，溶液中溶質的質量分數=

7.43g

(10g-7g)+23.08g-0.09g

×100%≈28.6%
答：（1）黃銅樣品中銅的質量分數為70%；
（2）恰好完全反應時，溶液中溶質的質量分數為28.6%．

點評：根據質量守恒定律，恰好完全反應時所得溶液的質量=樣品中鋅的質量+恰好完全反應時消耗稀硫酸的質量-放出氫氣的質量．