Question

研究性學習小組為了測定黃銅（銅、鋅合金）的組成，用電子天平分別稱得錐形瓶與棉花的質(zhì)量為44.1g，稱取黃銅樣品20.0g．在錐形瓶中加入該樣品和一定量的質(zhì)量分數(shù)為10%的稀硫酸后瓶口塞上棉花，如圖1所示．將電子天平稱量的數(shù)據(jù)繪成下圖2．

請認真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：
（1）在圖1的裝置中，棉花的作用可能是

 

．
（2）四個同學從多角度處理數(shù)據(jù)，下列數(shù)據(jù)處理的圖象中正確的是

 

．

（3）試計算：
①樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)

 

；
②該反應所用稀硫酸需要由質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸多少毫升稀釋而成（濃硫酸的密度為1.84g/mL）

 

？配置時還應加入多少毫升水

 

？
③完全反應時所得溶液中硫酸鋅的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)

 

；
④恰好反應后恢復到室溫，在溫度不變的情況繼續(xù)蒸發(fā)76.4g水形成硫酸鋅的飽和溶液，試求該溫度下硫酸鋅的溶解度

 

．

Answer 1

考點：根據(jù)化學反應方程式的計算,固體溶解度的概念,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）根據(jù)生成的氫氣中含有水蒸氣分析棉花的作用．
（2）因為銅不與稀硫酸反應，黃銅中只有鋅與稀硫酸反應．溶液的質(zhì)量隨著反應的進行而變化；生成氫氣的質(zhì)量根據(jù)圖2可計算出來；然后對照選項進行分析即可；
①利用鋅與硫酸反應的化學方程式和生成氫氣的質(zhì)量，列出比例式，就可計算出樣品中鋅的質(zhì)量和生成的硫酸鋅的質(zhì)量、硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，根據(jù)鋅的質(zhì)量可求出銅的質(zhì)量，可計算銅的質(zhì)量分數(shù)；
②根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量不變原理可求出需98%的濃硫酸多少毫升和稀釋時加入水的體積．
③所得溶液中生成物的溶質(zhì)質(zhì)量即生成的硫酸鋅的質(zhì)量，溶液質(zhì)量=完全反應后電子天平示數(shù)-錐形瓶與棉花的質(zhì)量-銅的質(zhì)量；然后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)公式計算即可．
④根據(jù)溶解度的含義分析計算．

解答：解：（1）由于鋅與硫酸反應生成的氫氣中含有水蒸氣，棉花的作用是吸附氫氣中的水蒸氣．
（2）A、因為銅不與稀硫酸反應，黃銅中只有鋅與稀硫酸反應．所以完全反應后，樣品有剩余（銅），故A不適合；
B、由圖2數(shù)據(jù)和質(zhì)量守恒定律可得，完全反應時生成氫氣的質(zhì)量為：212.5g-212.1g=0.4g；故B符合；
C、因為鋅與稀硫酸反應過程中有氣體生成，生成氣體質(zhì)量小于參與反應的鋅的質(zhì)量，故溶液質(zhì)量會隨著反應的進行而逐漸增加，到反應完全時不再變化．故C不適合；
D、因為銅不與稀硫酸反應，黃銅中只有鋅與稀硫酸反應．故D不適合．
故選B；
①設(shè)樣品中鋅的質(zhì)量為x，生成的硫酸鋅的質(zhì)量為y，硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為z．
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65  98   161   2
x    z   y   0.4g

65

x

=

98

z

=

161

y

=

2

0.4g

解之得：x=13g，y=32.2g，z=19.6g；
樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)為：

20g-13g

20g

×100%=35%；
②參加10%的稀硫酸的質(zhì)量是：

19.6g

10%

=196g
需要98%的李濃硫酸的質(zhì)量為：

19.6g

98%

=20g，配制10%的稀硫酸加水的質(zhì)量為196g-20g=176g．則水的體積為176mL
則98%的濃硫酸的體積：

20g

1.84g/mL

=10.9mL

③所得溶液中生成物的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：

32.2g

212.1g-44.1g-7g

×100%=20%．
④設(shè)該溫度下硫酸鋅的溶解度是s   由題意可得
s：100g=32.2g：（212.1g-44.1g-7g-76.4g-32.2g）  解得：s=61.5g
故答為（1）吸附氫氣中的水蒸氣；（2）B，①35%；②10.9，176；③20%；④61.5g．

點評：本題主要考查學生的綜合分析能力．難度較大．判斷數(shù)據(jù)處理的圖象的正誤要依據(jù)物質(zhì)間反應的情況和圖示數(shù)據(jù)分析；計算時要根據(jù)已知條件和化學方程式以及質(zhì)量分數(shù)公式進行．