Question

7．某研究性学习小组为测定铜锌合金中铜的质量分数，进行如下实验：取合金10g，向其中不断加入稀硫酸，产生的气体与所加稀硫酸的质量关系如图所示．求：
（1）合金中铜的质量为6.75g
（2）参与反应的硫酸溶质的质量为多少？
（3）反应后，所得溶液中硫酸锌的质量分数为多少？

Answer 1

分析 （1）根据方程式和氢气的质量可以求得参加反应的锌的质量，进而计算出样品中铜的质量；
（2）根据锌与硫酸反应的化学方程式，由图中最多生成的氢气质量可以计算出参加反应的硫酸的质量；
（3）根据锌与硫酸反应的化学方程式，由图中最多生成的氢气质量可以计算出生成的硫酸锌的质量，根据质量守恒定律计算所得溶液质量，进而计算出所得溶液中溶质的质量分数；

解答 解：由图示可知，当加入20g稀硫酸时，合金中的锌恰好反应完全，产生0.1g氢气
设参加反应的硫酸的质量为y，合金中锌的质量为x，生成硫酸锌的质量为z；
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98    161   2
x   y      z   0.1g
则$\frac{65}{x}=\frac{98}{y}=\frac{161}{z}=\frac{2}{0.1g}$；
解得：x=3.25g，y=4.9 g，z=8.05g；
（1）合金中铜的质量为：10g-3.25g=6.75g
（3）所得溶液中硫酸锌的质量分数：$\frac{8.05g}{3.25g+20g-0.1g}$×100%=34.8%；
答案：（1）6.75；
（2）参与反应的硫酸溶质的质量为4.9g．
（3）所得溶液中硫酸锌的质量分数为34.8%．

点评 本题主要考查有关化学方程式的计算和质量分数的计算，难度不大．从图象中得到“当加入20g稀硫酸时，合金中的锌恰好反应完全，产生0.1g氢气”的信息是解题的关键．