Question

為了測定某粉末狀黃銅（銅、鋅合金）樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)，某同學稱取mg的黃銅樣品放入燒杯中，再取40g稀鹽酸分四次加入燒杯中，均充分反應，實驗數(shù)據(jù)如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次
加入稀鹽酸質(zhì)量（g）	10	10	10	10
剩余固體的質(zhì)量（g）	9.10	8.45	7.80	7.80

（1）所用稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

7.3%

；
（2）通過計算確定m的值．
（3）mg 該黃銅樣品與上述稀鹽酸恰好完全反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬活動性可知，銅排在氫后，不能與稀鹽酸發(fā)生反應，故發(fā)生反應的是鋅，減少的固體的質(zhì)量就是參加反應的鋅的質(zhì)量，第三次加入鹽酸固體繼續(xù)減少，說明第二次加入的稀鹽酸完全參加反應，第二次反應消耗鋅的質(zhì)量=9.10g-8.45g=0.65g，根據(jù)反應的化學方程式，可計算出所加10g稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，由溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)公式，求出所用稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)；
（2）從第三次與第四次加酸后固體質(zhì)量不變可得銅的質(zhì)量；由題目可知：每加入10g鹽酸可消耗鋅的質(zhì)量為9.75g-9.1g=0.65g，據(jù)此分析第三次恰好反應，由此可知參加反應的鋅的質(zhì)量，從而計算m的值；
（3）由（2）可知：第三次恰好反應，根據(jù)參加反應的鋅的質(zhì)量可以計算生成的氯化鋅的質(zhì)量、氫氣的質(zhì)量，并計算其溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）根據(jù)金屬活動性可知，銅排在氫后，不能與稀鹽酸發(fā)生反應，故發(fā)生反應的是鋅，減少的固體的質(zhì)量就是參加反應的鋅的質(zhì)量，由題目可知：每10g鹽酸反應消耗鋅的質(zhì)量是0.65g，
設10g稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x
  Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
  65  73
0.65g  x
 

65

0.65g

=

73

x

       x=0.73g
 稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

0.73g

10g

×100%=7.3%
（2）由于第三次加入鹽酸固體繼續(xù)減少，說明第二次加入的稀鹽酸完全參加反應，第二次反應消耗鋅的質(zhì)量=9.10g-8.45g=0.65g，由此可知每加入10g鹽酸可消耗鋅的質(zhì)量為8.45g-7.80g=0.65g，第三次時減少固體的質(zhì)量恰好是0.65g，且第四次和第三次剩余固體質(zhì)量相等，說明第三次30g鹽酸恰好能反應掉樣品中的鋅，三次消耗的鋅的質(zhì)量是：0.65g×3=1.95g；
剩余固體是未參加反應的銅，故m的值是1.95g+7.80g=9.75g；
（3）設恰好完全反應后得到氯化鋅的質(zhì)量為y，生成氫氣的質(zhì)量是z
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
65        136  2
1.95g      y   z

65

1.95g

=

136

y

      y=4.08g

65

1.95g

=

2

z

     z=0.6g
氯化鋅溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是：

4.08g

1.95g+30g-0.6g

×100%≈12.8%
故答案為：（1）7.3%；（2）9.75g；（3）答：mg 該黃銅樣品與上述稀鹽酸恰好完全反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為12.8%．

點評：根據(jù)所給的實驗數(shù)據(jù)分析每次加入10g稀鹽酸固體剩余物質(zhì)量的變化，明確參加反應的是固體中的鋅，并分析反應進行的情況，這是解決本題的關鍵，其中計算反應后溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是解答的難點．