Question

为了测定黄铜屑（有锌和铜形成的合金）样品组成，甲、乙、丙、丁四位同学分别取样和稀硫酸反应（稀硫酸的密度为1.17g/mL），实验数据记录如下：

	甲	乙	丙	丁
取用黄铜屑的质量/g	16.0	16.0	16.0	24.0
取用稀硫酸的体积/mL	16.0	32.0	48.0	一定体积
残留金属的质量/g	13.4	10.8	9.6	16.2

计算：
（1）16.0g黄铜屑中锌的质量．
（2）丁同学所加稀硫酸的体积．

Answer 1

解：（1）从甲、乙、丙三位同学取稀硫酸的体积及残留金属的质量分析，丙同学取用硫酸过量．
所以，16.0g黄铜屑中锌的质量为：16.0g-9.6g=6.4g
（2）设甲同学消耗硫酸的质量为x
H₂SO₄+Zn=ZnSO₄+H₂↑
98 65
x 16.0g-13.4g

x=3.92g
稀硫酸的溶质质量分数为：×100%=20.9%
丁同学消耗锌的质量分数为：24.0g-16.2g=7.8g，比丙同学的实验数据16.0g黄铜含铜9.6g，则24．g黄铜含铜14.4g，可知丁同学所取的一定体积的稀硫酸完全反应；设丁同学实验消耗H₂SO₄的质量为y
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65 98
7.8g y
，y=11.76g
所以，丁同学取用稀硫酸的质量为=56.27g
体积为：=48mL
答：（1）16.0g黄铜屑中锌的质量为6.4g；（2）丁同学所加稀硫酸的体积为48mL．
分析：根据金属活动性的强弱关系锌＞氢＞铜，把黄铜屑放入稀硫酸中，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜不与硫酸反应；
根据甲、乙、丙三位同学的实验数据，随稀硫酸量的增加残留金属质量在减小，且可得知每加入16.0mL稀硫酸金属质量减少16.0g-13.4g=2.6g，但丙同学的使用48.0mL稀硫酸时金属减少量16.0g-9.6g=6.4g＜7.8g（2.6g×3），说明此时硫酸过量金属锌已完全反应，残留金属为不与硫酸反应的铜；而甲、乙同学的实验则是硫酸完全反应金属锌过量；
丁同学实验中金属质量减少24.0g-16.2g=7.8g，对比丙同学的实验数据16.0g黄铜含铜9.6g，则24．g黄铜含铜14.4g，可知丁同学所取的一定体积的稀硫酸完全反应，金属锌过量．可根据反应的化学方程式，利用消耗金属锌的质量计算一定体积稀硫酸的质量，再使用m=ρV求出稀硫酸的体积．
点评：利用实验数据中变化量的变化关系，分析反应的进行情况，对后面的计算时数据选择起着决定性作用；只有使用物质完全反应时的实验数据进行计算才能得到正确的结果．