Question

為了測定某銅鋅合金的組成，某校化學課外活動小組利用該合金粉末與稀硫酸反應，進行了三次實驗，所得相關的實驗數據記錄如下：

	第一次	第二次	第三次
所取合金的質量/g	10	10	20
所用稀硫酸的質量/g	50	80	50
生成氫氣的質量/g	0.2	0.2	0.2

（1）寫出有關反應的化學方程式；
（2）從上表數據分析，當所取合金與所用稀硫酸的質量比為________時，表明合金中的鋅與稀硫酸恰好完全反應．（提示：銅與稀硫酸不反應）
（3）試計算該銅鋅合金中鋅的質量分數．
（4）計算當所用合金與稀硫酸恰好完全反應時，所得溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

解：（1）Zn+H₂SO₄→ZnSO₄+H₂↑；
（2）由于合金中的鋅與稀硫酸恰好完全反應所取合金與所用稀硫酸分別為10g，50g，故其質量比為1：5；
故答案為：1：5．
（3）設合金中鋅的質量為x，生成硫酸鋅質量為y．
Zn+H₂SO₄→ZnSO₄+H₂↑
65 161 2
x y 0.2g
∴x：65=0.2g：2，
解之得：x=6.5g，
該銅鋅合金中鋅的質量分數為：×100%=65%；
（4）y：161=0.2g：2，
解之得：y=16.1g，
所得溶液中ZnSO₄的質量分數：×100%=28.6%．
答：（3）該銅鋅合金中鋅的質量分數為65%；
（4）所得溶液中ZnSO₄的質量分數為28.6%．
分析：（1）由于銅與稀硫酸不反應，故銅鋅合金與稀硫酸的反應，為鋅與稀硫酸的反應，可直接寫出反應方程式；
（2）從三次實驗數據可知，第一、第二次反應中稀硫酸過量，第三次反應中鋅過量，又因為第三次反應中硫酸產生的氫氣恰好為0.2g，所以第一次反應中合金中的鋅與稀硫酸恰好完全反應，從而得出它們的質量比．
（3）根據第一次實驗產生氫氣的質量和其所取用的稀硫酸與合金樣品的質量，可求出合金中鋅的質量；
（4）根據（3）中化學方程式的比例關系，求出溶質的質量，及溶液的總量，代入公式可以求出恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數．
點評：本題是借助于數學模型，利用圖表的方式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的識圖能力和數據分析能力．