Question

用锌与硫酸溶液反应，五次实验结果记录如下：

实验序号	锌的质量/g	硫酸溶液的质量/g	在实验条件下氢气的体积/L
1	6.5	200	2.30
2	13.0	200	4.60
3	19.5	200	6.90
4	26.0	200	9.20
5	32.5	200	9.20

已知第4次实验中Zn与H₂SO₄恰好完全反应．
（1）根据表中数据画出氢气的体积随锌的质量变化的关系图．
（2）求硫酸溶液的质量分数．
（3）根据表中数据简要说明第4次实验中硫酸和锌恰好完全反应的理由．

Answer 1

分析：（1）根据实验数据，分析曲线的起点、折点及趋势，绘制出随锌质量增加而放出氢气的质量的关系曲线；
（2）选取硫酸完全反应的第4次实验数据，根据反应的化学方程式，由反应消耗金属锌的质量计算出200g硫酸溶液中硫酸的质量，解决硫酸溶液的质量分数；
（3）分析实验数据，通过对比金属锌质量改变与生成氢气质量的关系、消耗硫酸与放出氢气的质量关系，判断二者恰好完全反应时质量关系．

解答：解：（1）金属锌与硫酸接触开始放出氢气，曲线的起点即坐标原点；随锌质量增加放出氢气的质量不断增大，直至锌的质量为26.5g时，恰好完全反应，放出9.2L氢气，此点即曲线的折点；之后因硫酸完全反应，产生氢气质量不再随锌质量的增加而改变；
故答案为：

（2）设26g锌完全反应时消耗硫酸的质量为x
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65   98       
26g   x       

65

26g

=

98

x

 
x=39.2g
硫酸溶液的质量分数=

39.2g

200g

×100%=19.6%
答：硫酸溶液的质量分数为19.6%．
（3）根据实验数据，锌粒每增加6.5g，氢气就增加2.3L，当放出氢气9.2L时，应消耗金属锌的质量=

9.2L

2.3L

×6.5g=26g，即第4次实验金属锌完全反应；当第5次实验中金属锌的质量增加时，产生氢气质量不变，说明第4次实验中硫酸完全反应；
故答案为：锌粒每增加6.5g，氢气就增加2.3L，前4次实验均符合这个关系，而第5次实验增加了6.5g锌粒，氢气并没有增加，说明第4次恰好完全反应．

点评：分析表示反应变化特点的曲线时，对于曲线的起点、折点、趋势的分析，可以准确地把握变化的特点．