Question

4．某化學(xué)小組利用下圖所示裝置測定銅鋅合金樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（圖中固定裝置已略去）探究過程如下：
Ⅰ．連接實(shí)驗(yàn)裝置并檢查裝置氣密性．
Ⅱ．向B中加入質(zhì)量為m的銅鋅合金粉末，由注射器A向B緩緩加入稀硫酸，待B中不再有氣體產(chǎn)生氣體時(shí)，夾緊彈簧夾，立即移出D中導(dǎo)管，準(zhǔn)確讀取并記錄量筒內(nèi)水的體積．
Ⅲ．經(jīng)過濾等操作，準(zhǔn)確稱量并記錄B中剩余固體物質(zhì)的質(zhì)量
IV．該小組甲同學(xué)根據(jù)反應(yīng)前后B中固體物質(zhì)的質(zhì)量計(jì)算樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；乙同學(xué)認(rèn)定量筒內(nèi)測得水的體積即為反應(yīng)生成氣體的體積，并利用該氣體在常溫下的密度，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得到樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．請回答下列問題：
（1）正確讀取量筒內(nèi)液體的體積視線與液體的凹液面的最低處保持相平．
（2）Ⅲ中，正確的操作順序是：過濾、洗滌、干燥、稱量．
（3）通過誤差分析，化學(xué)小組發(fā)現(xiàn)乙同學(xué)所用數(shù)據(jù)不可靠．造成該數(shù)據(jù)不可靠的原因及其對計(jì)算結(jié)果的影響
是：（不考慮量筒讀取的誤差）
①Ⅱ中，移出D中的導(dǎo)管內(nèi)留存有水，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏��；
②未等裝置B冷卻就讀取D中數(shù)據(jù)，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大．
（4）取銅鋅樣品80克，與稀硫酸反應(yīng)，在操作正確的情況下，測得量筒內(nèi)的體積為22.4ml（氣體的密度為0.089g/ml）．計(jì)算樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)正確讀取量筒內(nèi)液體的體積的方法進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)從銅和硫酸鋅溶液的混合物中得到銅進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作考慮．
（4）此合金中是鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，要根據(jù)氫氣的質(zhì)量，利用化學(xué)方程式求鋅的質(zhì)量．

解答 解：（1）正確讀取量筒內(nèi)液體的體積視線與液體的凹液面的最低處保持相平；
（2）從銅和硫酸鋅溶液的混合物中得到銅，先進(jìn)行過濾，得到帶有硫酸鋅溶液的銅，再進(jìn)行洗滌除去表面的硫酸鋅，再進(jìn)行干燥除去水即可；
（3）由于鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣時(shí)，放出熱量，如果沒等冷卻到室溫，根據(jù)熱漲冷縮的原理可知進(jìn)入量筒中水偏多，所以誤認(rèn)為得到的氫氣多，計(jì)算的結(jié)果就偏大．
（4）根據(jù)“量筒中接收的液體的體積為22.4ml”，氫氣的體積為22.4ml，因?yàn)闅錃獾拿芏葹?.089g/ml，故其質(zhì)量為0.089g/ml×22.4ml=1.9936g；
設(shè)生成1.9932g氫氣，需要鋅的質(zhì)量為x．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65             2
x            1.9932g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{1.9932g}$
解得x=64.779g．
故鋅、銅合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{64.779g}{80g}$×100%=80.99%，
答：故答案為：（1）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）洗滌，干燥；
（3）未等裝置B冷卻就讀取D中數(shù)據(jù)，大
答案：（1）凹液面的最低處；
（2）洗滌；干燥；
（3）未等裝置B冷卻就讀取D中數(shù)據(jù)；大；
（4）鋅、銅合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是80.99%．

點(diǎn)評 本題容易出錯(cuò)的地方是對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評價(jià)，要知道鋅與硫酸反應(yīng)放出熱量，會造成相應(yīng)的誤差，必須冷卻到室溫才能進(jìn)行觀察和計(jì)算．