Question

3．化学小组同学取某黄铜（铜和锌的合金）样品进行如下实验，他们取该黄铜样品碎屑50g，把200g稀硫酸分4次加入到该样品中，测得数据记录如表：

	第1次	第2次	第3次	第4次
加人稀硫酸质量/g	50	50	50	50
剩余固体质量/g	43.5	37.0	33.75	33.75

（1）铜锌合金中铜的质量分数67.5%．
（2）当加入稀硫酸的质量为125g时，反应恰好完成．
（3）计算所用稀硫酸的浓度（写出计算过程）．

Answer 1

分析 （1）根据锌会与硫酸反应，铜不会与硫酸反应，反应剩余的物质是铜，然后计算铜的质量分数；
（2）根据第一次与第二次的反应情况可以看出每50g硫酸消耗锌的质量是43.5-37=6.5g，然后利用三四次的反应中固体不变确定，50g样品中锌的质量是
50g-33.75g=16.25g，从而计算出反应时硫酸的消耗量；
（3）根据测得数据记录表，第2次加入稀硫酸后剩余固体质量继续减少，说明第1次所加入的稀硫酸完全反应，根据此时反应消耗锌的质量，计算所加入稀硫酸中溶质硫酸的质量，即可求得所用稀硫酸的溶质质量分数．

解答 解：（1）锌会与硫酸反应，铜不会与硫酸反应，反应剩余的物质是铜，所以铜锌合金中铜的质量分数为：$\frac{33.75g}{50g}$×100%=67.5%；
（2）由表中提供的数据可知该样品中含有的锌的质量=50g-33.75g=16.25g，由第一次与第二次可以得到：每50g硫酸消耗锌的质量是43.5-37=6.5g，所以反应的锌的质量是16.25g时，消耗的硫酸的质量是100g+25g=125g；
（3）依据题意，第一次中参加反应的锌的质量为50g-43.5g=6.5g，设参加反应的H₂SO₄质量为x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65   98
6.5g x
$\frac{65}{6.5g}$=$\frac{98}{x}$
x=9.8g
则所用稀硫酸的溶质质量分数=$\frac{9.8g}{50g}$×100%=19.6%．
故答案为：（1）67.5%；
（2）125；
（3）19.6%．

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．