Question

8．黃銅是一種常見的合金材料，其作用成分為Cu、Zn，還含有少量不與酸反應的成分．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1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）若往反應后的溶液中滴加不用填的BaCl₂溶液至恰好不再產生沉淀時，共消耗BaCl₂溶液400g，則原硫酸溶液的質量分數(shù)為多少？

（4）為了證明Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性順序，小明設計了如圖2實驗方案，小明設計實驗方案可行的是BCD（填字母）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)可以看出，加入稀硫酸生成氫氣0.4克后，隨著硫酸體積的增加，氣體不再增加進行分析；
（2）根據(jù)鋅和硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，結合生成的氫氣質量計算出鋅的質量；
（3）根據(jù)硫酸根離子和鋇離子會生成硫酸鋇沉淀，依據(jù)離子守恒進行解答；
（4）根據(jù)在金屬活動性順序中，氫前的金屬能與酸反應生成氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來進行分析．

解答 解：（1）通過圖象中的數(shù)據(jù)可以看出，加入稀硫酸生成氫氣0.4克后，隨著硫酸體積的增加，氣體不再增加，所以硫酸有剩余；
（2）設樣品中鋅的質量為x，參加反應的硫酸質量為y，生成硫酸鋅的質量為z
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65   98   161    2
x     y    z    0.4g
$\frac{65}{x}$=$\frac{98}{y}$=$\frac{161}{z}$=$\frac{2}{0.4g}$
 x=13g
y=19.6g
z=32.2g
所以黃銅中Zn的質量分數(shù)為：$\frac{13g}{13g+27g}$×100%=32.5%；
（3）設原硫酸溶液的質量分數(shù)為x
由Zn+H₂SO₄═ZnSO₄  ZnSO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+ZnCl₂  BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+2HCl得：
           H₂SO₄-----BaCl₂
           98         208
100mL×1.2g/mL×x     400g×26%
$\frac{98}{100mL×1.2g/mL×x}$=$\frac{208}{400g×26%}$
      x=40.8%
（4）A、銅和銀都不會與硫酸亞鐵反應，不能驗證，故A錯誤；
B、銅不會置換出硫酸亞鐵中的鐵，會置換出硝酸銀中的銀，可以驗證三種金屬的活動性順序，故B正確；
C、鐵會置換出硫酸銅中的銅，銀不會置換出硫酸銅中的銅，可以驗證三種金屬的活動性順序，故C正確；
D、鐵會與鹽酸反應，銅不會與鹽酸反應，銅會與硝酸銀反應，可以驗證三種金屬的活動性順序，故C正確．
故選：BCD．
故答案為：（1）是；
（2）黃銅中Zn的質量分數(shù)為32.5%；
（3）原硫酸溶液的質量分數(shù)為40.8%；
（4）BCD．

點評 本題主要考查有關化學方程式的計算和質量分數(shù)的計算，難度較大．