Question

Cu与Zn的合金称为黄铜，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件．某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成，取20g该黄铜样品于烧杯中，向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应．每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表：

	加入稀硫酸的质量（g）	充分反应后剩余固体的质量（g）
第1次	40	m
第2次	40	14.8
第3次	40	12.2
第4次	40	11.2
第5次	40	11.2

试回答下列问题：
（1）从以上数据可知，最后剩余的11.2g固体的成分是______；表格中，m=______．
（2）黄铜样品中锌的质量分数为______．
（3）计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少？
（4）配制100g该浓度的稀硫酸需要质量分数为98%浓硫酸的质量是多少？

Answer

（1）分析反应及实验数据：根据金属活动性，合金中只有锌可以与硫酸反应；根据质量守恒定律，第4次再加入40g稀硫酸时，第三次剩余固体还能在减少，说明前三次加入的硫酸完全参加了反应，反应掉的锌的质量为：14.8g-12.2g=2.6g，据此分析m的值，由第四次反应掉的锌的质量为：12.2g-11.2g=1g＜2.6g，可判断此时合金中金属锌已完全反应，剩余的固体11.2g的成分是铜；
（2）根据金属锌完全反应时剩余固体铜的质量，计算样品中金属锌的质量，利用锌的质量与样品的质量比计算黄铜样品中锌的质量分数；
（3）根据上述分析可知，40g稀硫酸完全反应时反应掉了2.6g的锌．根据反应的化学方程式，可求出40g稀硫酸中参加反应硫酸的质量，根据溶质质量分数的计算公式，可以求出所用稀硫酸中硫酸的质量分数；
（4）根据在配置溶液时，溶质的质量不变原理进行计算．
【解析】
（1）由金属活动性可知，合金中只有锌可以与硫酸反应；由表中的数据可知：第4次再加入40g稀硫酸时．第三次剩余固体还能在减少，说明前三次加入的硫酸完全参加了反应．反应掉的锌的质量为：14.8g-12.2g=2.6g，据此分析，m=14.8g+2.6g=17.4g．由第四次反应掉的锌的质量为：12.2g-11.2g=1g＜2.6g，可判断此时合金中金属锌已完全反应，剩余的固体11.2g的成分是铜；
（2）黄铜样品中锌的质量分数为：×100%=44%；
（3）设40g稀硫酸中硫酸的质量为X
  H2SO4 +Zn═ZnSO4+H2↑（1分）
   98   65
   x    2.6g
      解得：X=3.92g
稀硫酸中硫酸的质量分数为：×100%=9.8%
（4）设需要质量分数为98%浓硫酸的质量为Y   则
  100g×9.8%=Y×98%  解得；Y=10g
故答为：（1）Cu，17.4；  （2）44%；（3）9.8%；（4）10g．