Question

12．根據(jù)給出的藥品和實驗裝置，設(shè)計一個實驗，粗略測定由銅和鋅兩種金屬組成的合金--黃銅中鋅的質(zhì)量分數(shù)（黃銅已加工成粉末）．
藥品：稀硫酸、濃硫酸、氧化銅．
實驗裝置：如圖所示，另有托盤天平可用．

根據(jù)你設(shè)計的實驗方案回答下列問題：
（1）你選用的藥品是稀硫酸．
（2）你選用的實驗裝置有（填裝置編號）AEF．若需要組裝，則裝置連接的順序是（用裝置接口處的編號表示）①⑨⑧⑦（若不需要組裝，則不填）．
（3）稱取a g黃銅粉末樣品進行實驗，實驗中你測定的其他有效數(shù)據(jù)是A
A、生成H₂的體積b L（已折算為標準狀況）B、反應(yīng)前儀器和藥品的質(zhì)量c g
C、反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量d gD、反應(yīng)后儀器和藥品的質(zhì)量e g
（4）計算合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)$\frac{65b}{22.4a}$×100%．

Answer 1

分析 利用鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，并通過排水法測定生成的氫氣的體積來計算混合物中的鋅的量，從而測定該樣品中鋅的質(zhì)量分數(shù)，所以選擇的儀器連接順序為①⑨⑧⑦，據(jù)此分析解答；
（1）要使鋅發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，則實驗時必須用到的化學試劑是稀硫酸；
（2）根據(jù)發(fā)生裝置、排水裝置、收集裝置進行排序；
（3）根據(jù)氫氣的體積計算鋅的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)公式計算鋅的質(zhì)量分數(shù)；
（4）稱取a g黃銅粉末樣品進行實驗，測定生成H₂的體積b L（折算為標準狀況），計算生成氫氣物質(zhì)的量得到合金中鋅的物質(zhì)的量，計算得到質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）要想分離銅和鋅，只能根據(jù)兩種金屬的活潑性不同，使活潑金屬和酸反應(yīng)，另一種金屬和酸不反應(yīng)，不僅能將兩種金屬分開，還能根據(jù)反應(yīng)計算鋅的質(zhì)量，則實驗時必須用到的化學試劑為稀硫酸，
故答案為：稀硫酸；
（2）選用的實驗裝置AEF，根據(jù)發(fā)生裝置、排水裝置、收集裝置進行排序，且排水裝置中短管進氣長管排水，所以其排列順序為：AFE，裝置接口處的編號表示連接順序為①⑨⑧⑦，
故答案為：AEF； ①⑨⑧⑦；
（3）稱取a g黃銅粉末樣品進行實驗，實驗中你測定的其他有效數(shù)據(jù)是生成H₂的體積b L（已折算為標準狀況），故選A，故答案為：A；
（4）稱取a g黃銅粉末樣品進行實驗，實驗中你測定的其他有效數(shù)據(jù)是生成H₂的體積b L（已折算為標準狀況），Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成氫氣物質(zhì)的量n=$\frac{bL}{22.4L/mol}$=$\frac{22.4}$mol，
合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{\frac{22.4}mol×65g/mol}{ag}$×100%=$\frac{65b}{22.4a}$×100%，
故答案為：$\frac{65b}{22.4a}$×100%．

點評 本題考查了探究物質(zhì)的組成或含量的測定，題目難度中等，明確測量原理是解本題關(guān)鍵，注意掌握化學實驗基本操作方法及綜合應(yīng)用，試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學知識的能力．