Question

實驗室通常利用反應“Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑”可以制氫氣．信息：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
（1）探究小組發(fā)現實驗室制氫氣常用粗鋅（含雜質的鋅）而不用純鋅，原因是粗鋅跟硫酸反應放出氫氣的速率比純鋅快．現將等質量的兩份純鋅粉分別加入a，b兩個燒杯中，兩燒杯中均各盛有相同的過量稀硫酸，同時向a燒杯中加入少量的CuO粉末，充分反應后兩燒杯中：
①產生氫氣的質量：a

 

 b（填“＜，＞，或=”）
②產生氫氣的速率：a

 

b（填“＜，＞，或=”）
（2）“黃銅”是銅鋅合金，具有較好的機械性能，比純銅耐腐蝕，街頭許多“金色”飾品就是用它來制作的．現取20.0g某種黃銅投入200.0g某濃度的稀鹽酸中，恰好完全反應后剩余的溶液和殘余固體總質量為219.8g．請計算：
①產生氫氣的質量為

 

g．
②這種黃銅中銅的質量分數大約為多少？
附加題：③所用鹽酸溶液中鹽酸的質量分數是多少？（結果精確到0.1%）

Answer 1

考點：氫氣的制取和檢驗,有關溶質質量分數的簡單計算,根據化學反應方程式的計算

專題：溶質質量分數與化學方程式相結合的計算,常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）等質量的兩份純鋅粉與過量稀硫酸反應時，生成氫氣的質量按鋅算，又因為鋅質量相等所以產生氫氣的質量也相等；
粗鋅跟硫酸反應放出氫氣的速率比純鋅快，所以加入少量的CuO粉末的要比什么都沒加的快．
（2）
①根據質量守恒定律，在化學反應中，參加反應前各物質的質量總和等于反應后生成各物質的質量總和．因為產生的氣體逸出，故產生氫氣的質量=反應前各物質的質量總和-反應后生成各物質的質量總和；
②因為銅的金屬活動性在（H）后，不能與鹽酸反應，故混合物中只有鋅參與反應；利用鋅與鹽酸反應的化學方程式和產生的氣體質量，列出比例式，就可計算出銅鋅合金中鋅的質量，進而計算出銅鋅合金中銅的質量．然后根據質量分數公式計算即可．
③根據鋅與鹽酸反應的化學方程式和產生的氣體質量，列出比例式，就可計算出所用鹽酸溶液中溶質的質量，然后根據質量分數公式計算即可．

解答：解：
（1）因為是等質量的兩份純鋅粉與過量稀硫酸反應，生成氫氣的質量按鋅算，又因為鋅質量相等所以產生氫氣的質量也相等；由于粗鋅跟硫酸反應放出氫氣的速率比純鋅快，所以加入少量的CuO粉末的要比什么都沒加的快．
（2）
①根據質量守恒定律，產生氫氣的質量=20g+200g-219.8g=0.2g；
故答案為：0.2g，質量守恒定律；
設反應消耗鋅的質量為x，所用鹽酸溶液中溶質的質量為y
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
65   73          2
x     y        0.2g

65

2

=

x

0.2g

x=6.5g

73

2

=

y

0.2g

y=7.3g
該銅鋅合金中銅的質量為：20g-6.5g=13.5g，
②這種黃銅中銅的質量分數大約為

13.5g

20g

×100%=67.5%．
③所用鹽酸溶液中鹽酸的質量分數是

7.3g

200g

×100%=36.5%
答案：
（1）①═②；＞
（2）①0.2  ②這種黃銅中銅的質量分數大約為67.5%； ③所用鹽酸溶液中鹽酸的質量分數是36.5%．

點評：本題主要考查學生利用化學方程式和質量守恒定律綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．