Question

13．黃銅是一種常見的合金材料，其主要作用成分為Cu、Zn，還含有少量不與酸反應也不溶于水的成分，現(xiàn)向一定質量的黃銅中加入體積為100mL，密度ρ=1.2g/mL的稀硫酸，產生H₂的質量和硫酸溶液體積的關系如圖所示．充分反應后溶液中剩余固體的質量為27g．
（1）觀察圖象，黃銅與硫酸充分反應后，硫酸是否有剩余？是（選填“是”或“否”）
（2）黃銅中Zn的質量分數(shù)為多少？（請列式計算，結果精確到0.1%，下同）
（3）所用稀硫酸的溶質質量分數(shù)為多少？

Answer 1

分析 黃銅主要成分為Cu、Zn，鋅能與稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，銅不與稀硫酸反應；現(xiàn)向一定質量的黃銅中加入體積為100mL，由產生H₂的質量和硫酸溶液體積的關系圖可知，當加入稀硫酸的體積為40mL時，恰好完全反應，生成氫氣的質量為0.4g，由反應的化學方程式列式計算出參加反應的鋅的質量、硫酸的質量，進而計算出黃銅中Zn的質量分數(shù)、所用稀硫酸的溶質質量分數(shù)．

解答 解：（1）觀察圖象，當加入稀硫酸的體積為40mL時，恰好完全反應，則黃銅與硫酸充分反應后，硫酸有剩余．
（2）由圖象可知，當加入稀硫酸的體積為40mL時，恰好完全反應，生成氫氣的質量為0.4g．
設參加反應的鋅的質量為x，參加反應的硫酸的質量為y，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98          2
x    y          0.4g
$\frac{65}{2}=\frac{x}{0.4g}$     x=13g
黃銅中Zn的質量分數(shù)為$\frac{13g}{27g+13g}×$100%=32.5%．
（3）$\frac{98}{2}=\frac{y}{0.4g}$     y=19.6g
所用稀硫酸的溶質質量分數(shù)為$\frac{19.6g}{40g}$×100%=49.0%．
答：（1）是；（2）黃銅中Zn的質量分數(shù)為32.5%；（3）所用稀硫酸的溶質質量分數(shù)為49.0%．

點評 本題難度不大，掌握利用化學方程式與溶質質量分數(shù)的綜合計算即可正確解答本題，細致地分析圖示信息，確定生成氫氣的質量是正確解答本題的前提和關鍵．