Question

20．表面部分被氧化的锌片14.6g与稀硫酸恰好完全反应，稀硫酸的质量为200g，剩余溶液的质量为214.4g，求：
（1）反应前稀硫酸中硫酸的质量分数；
（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数；
（3）此锌片在被氧化前的质量．

Answer 1

分析 分析题中所发生的变化可知，反应放出氢气造成反应前后物质总质量不相等，因此，利用质量守恒先计算出恰好完全反应时所放出氢气的质量；然后根据反应放出氢气的质量计算反应的锌和硫酸的质量及生成硫酸锌的质量；接下来由锌片质量与锌质量差求得氧化锌，由氧化锌计算反应生成的硫酸锌和消耗的酸；两部分硫酸锌的质量与反应后所得溶液的质量比计算生成物溶液中溶质的质量分数，两部分酸可计算硫酸的溶质质量分数，据此分析解答即可．

解答 解：根据质量守恒定律，反应生成氢气的质量=14.6g+200g-214.4g=0.2g
设锌片中单质锌的质量为x，反应生成硫酸锌的质量为y，反应的硫酸的质量是z
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65   98   161   2
x     z    y   0.2g
$\frac{65}{x}$=$\frac{98}{z}$=$\frac{161}{y}$=$\frac{2}{0.2g}$
x=6.5g   y=16.1g   z=9.8g
锌片中的氧化锌的质量=14.6g-6.5g=8.1g
设锌片中氧化锌与硫酸完全反应生成硫酸锌的质量为w，反应的硫酸的质量为n
ZnO+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂O
81   98    161
8.1g  n     w
$\frac{81}{8.1g}$=$\frac{98}{n}$=$\frac{161}{w}$
w=16.1g   n=9.8g
（1）原稀H₂SO₄中溶质的质量分数为：$\frac{9.8g+9.8g}{200g}$×100%=9.8%；
（2）生成物溶液中溶质的质量分数=$\frac{16.1g+16.1g}{214.4g}$×100%≈15%；
（3）此锌片在被氧化前的质量为：6.5g+$\frac{65}{81}$×8.1g=13g．
答：（1）原稀H₂SO₄中溶质的质量分数为9.8%；
（2）生成物溶液中溶质的质量分数为15%；
（3）此锌片在被氧化前的质量是13g．

点评 解答本题时需要注意到锌片氧化后的氧化锌也能与硫酸反应，且生成硫酸锌．