Question

15．某研究性學習小組為了測定黃銅（銅、鋅合金）的組成．在化學老師的幫助下，選用98%的濃硫酸、黃銅樣品進行下列實驗和計算．
實驗Ⅰ：配制150g9.8%的稀硫酸．
（1）計算：需要濃硫酸的質(zhì)量15 g，約8.2mL；需要水的體積為135 mL．
（2）量取濃硫酸和水：量取液體時要準確量取．如果量取98%的濃硫酸時俯視讀數(shù)，會導致所配溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)小于9.8%．（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）稀釋
（4）裝瓶貼標簽：請?zhí)顚懭鐖D1的標簽．

實驗Ⅱ：測定黃銅樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)．稱取黃銅樣品10g，向其中逐滴加入9.8%的稀硫酸至剛好不再產(chǎn)生氣體為止．反應過程中生成的氣體與所用硫酸溶液的質(zhì)量關系如圖2所示．試計算：
（1）產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.1 g；
（2）樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)；
（3）反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（計算結果精確到0.1%）．

Answer 1

分析 Ⅰ：（1）根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算公式計算；
（2）根據(jù)俯視讀數(shù)讀數(shù)時實際量取的液體偏少分析判斷；
（3）根據(jù)標簽的寫法分析回答；
Ⅱ：（1）根據(jù)生成的氣體與所用硫酸溶液的質(zhì)量關系圖分析生成的氫氣的質(zhì)量；
（2）根據(jù)鋅與硫酸反應的方程式由氫氣的質(zhì)量可計算出鋅、硫酸鋅、硫酸的質(zhì)量，根據(jù)鋅的質(zhì)量可計算出銅的質(zhì)量分數(shù)；
（3）根據(jù)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算公式計算出所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：Ⅰ（1）需要濃硫酸的質(zhì)量是：150g×9.8%≈15g，需要水的質(zhì)量是：150g-15g=135g，；即需要水的體積為135 mL；
（2）如果量取98%的濃硫酸時俯視讀數(shù)，實際量取的濃硫酸的量偏少，會導致所配溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)小于 9.8%．
（4）裝瓶貼標簽：填寫標簽如圖：
Ⅱ：（1）由圖象可知，生成氫氣的質(zhì)量為0.1g
（2）設參加反應的鋅的質(zhì)量、硫酸的質(zhì)量為y，生成硫酸鋅的質(zhì)量為z
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65    98        161      2
x       y          z       0.1g
$\frac{65}{x}=\frac{98}{y}=\frac{161}{z}=\frac{2}{0.1g}$
解得：x=3.25g     y=4.9g      z=8.05g
樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)是：$\frac{10g-3.25g}{10g}×100%$=67.5%；
（3）硫酸溶液的質(zhì)量為：$\frac{4.9g}{9.8%}$=50g
反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是：$\frac{8.05g}{50g+3.25g-0.1g}×100%$≈15.1%
故答為：Ⅰ（1）15，135；（2）小于；（4）；
Ⅱ（1）0.1；（2）樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)67.5%；（3）反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)15.1%．

點評 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，恰好完全反應后所得溶液的質(zhì)量=參加反應鋅的質(zhì)量+加入的稀硫酸的質(zhì)量-放出氣體的質(zhì)量．