Question

为测定某铜锌合金中的铜的质量分数，某校化学兴趣小组用该合金与稀硫酸反应，进行了三次实验．所有的相关数据记录见下表（实验误差忽略不计）；

	第一次	第二次	第三次
所取合金质量/g	12.5	12.5	25
所用稀硫酸质量/g	120	140	100
生成氢气的质量/g	0.2	0.2	0.2

（1）计算该合金中铜的质量分数；
（2）求第三次实验所得溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析：铜、锌合金中铜和稀硫酸不反应只有锌和稀硫酸反应，第二次和第一次所取的合金质量相同，第二次所用的稀硫酸比第一次多，而两次生成的气体质量相同，说明两次所取的合金中的锌都完全反应了，由此可知12.5g合金只能生成0.2g氢气；第三次所取的合金是前两次的2倍，但产生的气体和前两次相同只有0.2g，说明第三次反应中稀硫酸不足，由此可知25g合金中参加反应的锌的质量与12.5g合金中参加反应的锌的质量，从而可以结合氢气的质量计算出锌的质量和所得溶液中溶质的质量分数．

解答：解：（1）比较三组数据可以知道，12.5g合金最多只能生成0.2g氢气，其中的锌完全参加反应
设12.5g铜锌合金中含有锌的质量为x，生成硫酸锌的质量为y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65         161  2
x           y   0.2g
   

65

x

=

2

0.2g

      

161

y

=

2

0.2g

解得：x=6.5g；          y=16.1g
铜合金中铜的质量分数为：

12.5g-6.5g

12.5g

×100%=48%；
答：铜锌合金中铜的质量分数为48%
（2）由第三次可知25g合金也生成0.2克氢气，说明100克稀硫酸最多消耗6.5g的锌，硫酸不足，根据（1）得出生成溶质硫酸锌的质量为16.1g；
所得溶液的质量为反应前加入合金和硫酸的质量之和减去生成氢气的质量；
则所得溶液中ZnSO₄的质量分数：

16.1g

6.5g+100g-0.2g

×100%≈15.1%
答：第三次实验所得溶液中溶质的质量分数15.1%．

点评：此题考查的是根据化学方程式的有关计算，学会分析图表，找准已知量，运用控制变量法来正确分析处理表中的数据是解答此题的关键．