Question

18．學習小組的同學在老師的幫助下對黃銅中銅和鋅的含量展開探究．
【提出問題】測定黃銅中鋅、銅的質(zhì)量分數(shù)．
【實驗原理】利用銅和鋅與稀鹽酸（或稀硫酸）反應性質(zhì)的差異，進行測定．
【實驗裝置】學習小組經(jīng)過討論，設計出了如下圖所示兩種的“測定銅鋅合金樣品中鋅的質(zhì)量分數(shù)”裝置（圖中固定裝置已略去）
（1）B中發(fā)生反應的化學方程式是Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
（2）實驗中擬測定的量，除了向B中加入的黃銅粉末質(zhì)量外，若用裝置甲則要測剩余固體的質(zhì)量，若用裝置乙則要測排出水的體積和加入試管中的稀硫酸的體積（室溫恒定且室溫下氣體密度已知）
（3）需檢查氣密性的裝置是乙（填“甲”或“乙”）
【實驗操作、計算及分析】
（4）先用熱堿液除去黃銅表面的油污，再用水沖冼黃銅，然后再將黃銅放在稀硫酸中浸泡片刻，將黃銅放在稀硫酸中浸泡的目的是除去合金表面的氧化膜．最后用蒸餾水清洗干凈，干燥，取少量研碎，并稱取出兩份黃銅粉末，質(zhì)量均為2g．
（5）將2g試樣放入裝置甲的B中，由注射器A向B緩緩注入足量稀硫酸，待B中不再有氣體產(chǎn)生氣體后，將B中混合物過濾，洗滌濾渣（請將此實驗步驟補充完整） 并干燥、稱得質(zhì)量為1.35g，則黃銅中鋅的質(zhì)量分數(shù)為32.5%
（6）之后又用裝置乙進行了測量，盡管計算正確無誤，但得出的鋅的質(zhì)量分數(shù)比裝置甲偏大，可能的原因為忽略了稀硫酸在試管中的體積（寫出一種即可）．

Answer 1

分析 （1）鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣；
（2）銅不能和稀硫酸反應，根據(jù)銅的質(zhì)量可以計算鋅的質(zhì)量，進一步可以計算鋅的質(zhì)量分數(shù)；
根據(jù)氫氣的質(zhì)量可以計算鋅的質(zhì)量，進一步可以計算鋅的質(zhì)量分數(shù)；
（3）凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結(jié)果；
（4）稀硫酸可以除去合金表面的氧化膜，使測定結(jié)果更準確；
（5）稀硫酸和鋅完全反應后，剩余的固體是銅，通過過濾、洗滌、稱量可知銅的質(zhì)量，進一步可以計算黃銅中鋅的質(zhì)量分數(shù)；
（6）向試管中注入稀硫酸時，由于稀硫酸在試管中占有一定的體積，會導致測定的氫氣體積偏大，從而導致計算的鋅的質(zhì)量偏大，從而使測定結(jié)果偏高．

解答 解：（1）鋅和稀硫酸反應的化學方程式為：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）實驗中擬測定的量，除了向B中加入的黃銅粉末質(zhì)量外，若用裝置甲則要測剩余固體的質(zhì)量，若用裝置乙則要測排出水的體積和加入試管中的稀硫酸的體積．
故填：剩余固體的質(zhì)量；排出水的體積；加入試管中的稀硫酸的體積．
（3）需檢查氣密性的裝置是乙，因為乙中產(chǎn)生氫氣，并且要測定氫氣的體積．
故填：乙．
（4）將黃銅放在稀硫酸中浸泡的目的是除去合金表面的氧化膜．
故填：除去合金表面的氧化膜．
（5）將2g試樣放入裝置甲的B中，由注射器A向B緩緩注入足量稀硫酸，待B中不再有氣體產(chǎn)生氣體后，將B中混合物過濾，洗滌濾渣并干燥、稱得質(zhì)量為1.35g，則黃銅中鋅的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{2g-1.35g}{2g}$×100%=32.5%．
故填：過濾；洗滌；32.5%．
（6）盡管計算正確無誤，但得出的鋅的質(zhì)量分數(shù)比裝置甲偏大，可能的原因是忽略了稀硫酸在試管中的體積．
故填：忽略了稀硫酸在試管中的體積．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎(chǔ)．