Question

将含杂质的锌8g（杂质不溶于水，也不与酸反应）投入烧杯中，加入100g稀硫酸，恰好完全反应，反应后称得烧杯中总物质质量为107.8g，
求：（1）锌的纯度是多少？
（2）参加反应的稀硫酸的溶质质量分数是多少？
（3）欲使反应后所得溶液溶质质量分数为10%，应采取什么方法？（通过计算说明）

Answer 1

分析：（1）依据质量守恒定律的有关知识可以利用反应前后物质的质量差求出生成的氢气的质量，而后利用反应方程式即可求出反应的锌的质量，进而可得锌的纯度；
（2）利用方程式即可求出反应的硫酸的质量，进而可得稀硫酸的溶质质量分数；
（3）求出反应后溶液的溶质质量分数而后结合溶液的有关计算，进而判断采取的措施；

解答：解：（1）由质量守恒定律定律可知该反应生成的氢气质量是：8g+100g-107.8g=0.2g；
设锌粒中纯锌的质量为x，反应的硫酸的质量是y，反应生成ZnSO₄的质量为z
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98    161   2
x   y      z   0.2g

65

x

=

98

y

=

161

z

=

2

0.2g

解之得；x=6.5g，y=9.8g，z=16.1g；
所以锌的纯度是

6.5g

8g

×100%=81.25%
（2）参加反应的稀硫酸的溶质质量分数为

9.8g

100g

×100%=9.8%；
（3）反应后溶液中溶质的质量分数为：

16.1g

100g+6.5g-0.2g

×100%≈15.1%．欲使反应后所得溶液溶质质量分数为10%，应采取加入一定量的水；
设加水的质量是w

16.1g

100g+6.5g-0.2g+w

×100%=10%
w=54.7g
答：（1）锌粒的纯度为81.25%； （2）参加反应的稀硫酸的溶质质量分数是9.8%；（3）欲使反应后所得溶液溶质质量分数为10%，应采取加水的方式，加水的质量是54.7g；

点评：本题主要考查学生运用化学方程式和溶质质量分数公式综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．