课外兴趣小组对一批锌样品(含有杂质,杂质不溶于水,也不与稀硫酸反应)进行分析,甲、乙、丙三位同学分别实验,其中只有一位同学取用的稀硫酸与锌样品要恰好完全反应.实验数据如下表:(其中烧杯的质量为25g)?请你认真分析数据,回答下列问题:
甲乙丙烧杯25g+稀硫酸225175175加入锌样品101015充分反应后
烧杯25g+剩余物234.7184.7189.7(1)计算锌样品中锌的质量分数?
(?2)计算完全反应时原硫酸溶液中溶质的质量分数?
网友回答
解:根据表格中的数据和计算可得:??甲?乙?丙?稀硫酸的质量?200?150?150?锌的质量?10?10?15?氢气的质量?0.3?0.3?0.3比较甲和乙可知,当锌的质量是10克时,150克硫酸和200克硫酸与锌生成的氢气的质量都是0.3克,说明10克锌和150克硫酸反应时,10克锌全部参加反应.比较乙和丙可知,当硫酸的质量是150克时,10克锌和15克锌与硫酸反应生成的氢气的质量都是0.3克,说明10克锌和150硫酸反应时,150克硫酸全部参加反应.综合分析,乙中物质恰好完全反应.
(1)设生成0.3克氢气需要锌的质量是X,需要硫酸的质量是Y.
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65?? 98???????? 2
X??? Y????????? 0.3克
═
得:X=9.75克
═
得:Y=14.7克
∴锌样品中锌的质量分数=×100%=97.5%.
(2)由(1)计算得硫酸的质量是14.7克,原硫酸溶液中溶质的质量分数=×100%═9.8%.
答:锌样品中锌的质量分数为97.5%;原硫酸溶液中溶质的质量分数为9.8%.
解析分析:比较三组实验数据可以发现,甲:锌样品的质量是10克,稀硫酸的质量=225克-25克=200克,剩余物的质量=234.7克-25克=209.7克,则放出氢气的质量=10克+200克-209.7克=0.3克;乙:锌样品的质量是10克,稀硫酸的质量=175克-25克=150克,剩余物的质量=184.7克-25克=159.7克,则放出氢气的质量=10克+150克-159.7克=0.3克.丙:锌样品的质量是15克,稀硫酸的质量=175克-25克=150克,剩余物的质量=189.7克-25克=164.7克,则放出氢气的质量=15克+150克-164.7克=0.3克.比较三组实验数据可以发现,乙恰好完全反应.
点评:本题的关键是判断哪组实验恰好完全反应,记住:比较性问题一般只能有一个变量,这样不同的结果才可以说是有“不同的变量”引起的.