Question

20．某化學興趣小組欲測定黃銅（銅鋅合金）中鋅的質量分數，設計了如下三套方案，（黃銅中的雜質忽略不計）
方案一：步驟（1）取少量黃銅用砂紙打磨，打磨的目的是除去黃銅表面的物質．
（2）粉碎，稱取10克黃銅粉末置于燒杯中．
（3）在你燒杯中加入100克足量的稀鹽酸充分反應．
（4）反應后過濾、洗滌、干燥、稱量固體質量為3.4克，由此計算該黃銅樣品中鋅的質量分數為66%．
方案二：如圖1所示
取少量黃銅用砂紙打磨、粉碎后稱取10克放置于盛有100克足量的稀鹽酸的燒杯中，充分反應后稱量燒杯中的總質量為109.7克．由此計算該黃銅樣品中鋅的質量分數為97.5%．

方案三：如圖2所示，取少量黃銅用砂紙打磨、粉碎后稱取1克放置于錐形瓶中，用注射器加入50mL足量的稀鹽酸，量筒中收集到272.2mL水，由此計算該黃銅樣品中鋅的質量分數為79.63%．（氫氣的密度為0.09g/L）
小組同學一致認為方案二的結果不準確．理由是反應產生的氫氣中含有鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體．

Answer 1

分析 銅不能和稀鹽酸反應，鋅能和稀鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣；
根據銅的質量，或反應生成的氫氣的質量可以計算該黃銅樣品中鋅的質量分數．

解答 解：方案一：
（1）取少量黃銅用砂紙打磨，打磨的目的是除去黃銅表面的物質；
（4）反應后過濾、洗滌、干燥、稱量固體質量為3.4g，則鋅的質量為：10g-3.4g=6.6g，
該黃銅樣品中鋅的質量分數為：$\frac{6.6g}{10g}$×100%=66%．
故填：除去黃銅表面的物質；過濾；66%．
方案二：
設鋅的質量為x，
反應生成氫氣的質量為：10g+100g-109.7g=0.3g，
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑，
65             2
x             0.3g
$\frac{65}{x}$=$\frac{2}{0.3g}$，
x=9.75g，
該黃銅樣品中鋅的質量分數為：$\frac{9.75g}{10g}$×100%=97.5%，
故填：97.5%．
方案三：
設鋅的質量為y，
反應生成氫氣的質量為：0.09g/L×0.2722L=0.0245g，
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑，
65             2
y           0.0245g
$\frac{65}{y}$=$\frac{2}{0.0245g}$，
y=0.7963g，
該黃銅樣品中鋅的質量分數為：$\frac{0.7963g}{1g}$×100%=79.63%；
小組同學一致認為方案二的結果不準確．理由是：反應產生的氫氣中含有鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體．
故填：79.63%；反應產生的氫氣中含有鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體．

點評 方案二中計算生成氫氣的質量時利用了差量法，差量法在計算中的應用很廣泛，解答的關鍵是要分析出物質的質量差與要求的未知數之間的關系，再根據具體的數據求解．