Question

20．小明同學在家中帶來了一個廢棄的水龍頭，其成分為黃銅（銅鋅合金），為了測定黃銅中銅的質量分數，在老師的指導下做了如下實驗，有關實驗數據記錄如表：

實驗次數	第1次	第2次	第3次	第4次
所取黃銅樣品的質量（g）	32.0	32.0	32.0	32.0
加入稀硫酸的質量（g）	40.0	80.0	120.0	160.0
反應后燒杯內剩余物質的質量（g）	71.9	a	151.7	191.7

請分析實驗數據，完成下列計算
（1）第2次實驗中a的數值為111.8．
（2）該黃銅樣品中銅的質量分數？（請寫出計算過程，計算結果精確到0.1%）
（3）第4此實驗中，充分反應后溶液中溶質的成分為H₂SO₄、ZnSO₄（寫化學式）．

Answer 1

分析 第一次總質量減少了32.0g+40.0g-71.9g=0.1g，第三次減少了32.0g+120.0g-151.7g=0.3g，說以可以推得每40g硫酸對應的氫氣的質量為0.1g，所以第二次減少應該為0.2g，所以可得a．而第四次質量在第三次的基礎上不再減少，說明第三次是恰好完全反應，根據求算次求算參加反應的鋅的質量，進而求算樣品中銅的質量分數．

解答 解：
第一次總質量減少了32.0g+40.0g-71.9g=0.1g，第三次減少了32.0g+120.0g-1541.7g=0.3g，說以可以推得每40g硫酸對應的氫氣的質量為0.1g，所以第二次減少應該為0.2g，所以可得a=32.0g+80.0g-0.2g=111.8g
而第四次質量在第三次的基礎上不再減少，說明第三次是恰好完全反應．此時生成的氫氣為0.3g
設參加反應的鋅的質量為x，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65                         2
x                           0.3g
$\frac{65}{2}$=$\frac{x}{0.3g}$
x=9.75g
樣品中銅的質量分數為$\frac{32.0g-9.75g}{32.0g}$×100%≈69.5%
第四次時硫酸已經過量，所以此時的溶質為剩余的硫酸和生成的硫酸鋅，此處要求書寫化學式，為：H₂SO₄、ZnSO₄．
答：（1）第2次實驗中a的數值為 111.8．
（2）該黃銅樣品中銅的質量分數約為69.5%．
（3）第4此實驗中，充分反應后溶液中溶質的成分為 H₂SO₄、ZnSO₄（寫化學式，填寫名稱不得分）．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．