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	20	17.4
第2次	20	14.8
第3次	20	12.2
第4次	20	12.0
第5次	20	m

试回答下列问题：
（1）网上述表格中m的值为______；
（2）黄铜样品中锌的质量分数为______；
（3）所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少？______．

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，由第1次实验数据可知，每加入20g稀硫酸完全反应可放出20g-17.4g=2.6g，据此分析，第4次加入20g稀硫酸时放出氢气质量12.2g-12.0g=0.2g＜2.6g，可判断此时合金中金属锌已完全反应，所以，第5次加入的稀硫酸不再放出氢气；
（2）使用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）使用第1次实验数据，由生成氢气的质量，根据反应的化学方程式，计算参加反应硫酸的质量，利用硫酸的质量与所加稀硫酸的质量比计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数．
【解析】
（1）根据质量守恒定律，由第1次实验数据可知，每加入20g稀硫酸完全反应可放出20g-17.4g=2.6g，据此分析，第4次加入20g稀硫酸时放出氢气质量12.2g-12.0g=0.2g＜2.6g，可判断此时合金中金属锌已完全反应，所以，第5次加入的稀硫酸不再消耗金属而不再放出氢气，因此充分反应后剩余固体的质量仍为12g；
故答案为：12.0（或12）；
（2）黄铜样品中锌的质量分数=×100%=40%；
故答案为：40%；
（3）设所用稀硫酸中硫酸的质量分数为x，据题意得：
H2SO4 +Zn═ZnSO4+H2↑（1分）
 98     65
20g×x  20g-17.4g=2.6g
=  x=19.6%
答：所用稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%．（合理解法均给分）