Question

某化學(xué)小組利用如圖所示裝置（圖中固定裝置已略去）測定銅鋅合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)．探究過程如下：
①連接實驗裝置并檢查裝置氣密性．
②向裝置Ⅰ中的錐形瓶加入2.0g的銅鋅合金樣品粉末，由注射器緩緩注入稀硫酸，待到錐形瓶中不再產(chǎn)生氣體時，準(zhǔn)確讀取注射器內(nèi)讀數(shù)，減少10.5mL稀硫酸，同時立即夾緊彈簧夾，移出裝置Ⅲ中的導(dǎo)管，準(zhǔn)確讀取量筒內(nèi)水的體積為214.0mL．（注：樣品中的雜質(zhì)不參加反應(yīng)）
③裝置Ⅰ中剩余固體物質(zhì)經(jīng)過適當(dāng)處理后，準(zhǔn)確稱量其質(zhì)量1.4g．
④該小組的三位同學(xué)利用實驗過程測得不同數(shù)據(jù)，計算銅鋅合金樣品中鋅的質(zhì)量分數(shù)．
甲同學(xué)利用裝置Ⅰ中反應(yīng)前后固體的質(zhì)量進行計算；
乙同學(xué)利用裝置Ⅰ中加入稀硫酸的量進行計算；
丙同學(xué)利用裝置Ⅲ中量取水的體積進行計算，并查得：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氫氣的密度為0.09g/L．
回答下列問題：
（1）裝置Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，實驗過程中須加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體，目的是

 

．
（2）步驟③中稱量剩余固體之前的正確操作是

 

、洗滌、干燥．
（3）根據(jù)實驗測定的數(shù)據(jù)，上述三位同學(xué)中

 

（填“甲”、“乙”或“丙”）同學(xué)無法進行計算樣品中鋅的質(zhì)量分數(shù)．
（4）化學(xué)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)：按照丙同學(xué)的方案進行計算，致使實驗結(jié)果出現(xiàn)較大偏差．以下因素可能造成偏差的有

 

（填標(biāo)號）．
A．移出裝置Ⅲ時，導(dǎo)管內(nèi)留存了一部分水
B．實驗測量前，沒有排除裝置Ⅰ中的空氣
C．?dāng)?shù)據(jù)處理時，未排除加入稀硫酸所占的體積．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,金屬的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）銅不能和稀硫酸反應(yīng)，鋅能和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；
（2）過濾可以把不溶于水的物質(zhì)除去；
（3）根據(jù)提供的某些數(shù)據(jù)可以計算銅鋅合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)；
（4）如果操作不當(dāng)，會影響實驗結(jié)果，甚至?xí)��?dǎo)致實驗失�。�

解答：解：（1）裝置Ⅰ中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
實驗過程中須加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體，目的是使樣品中的鋅完全反應(yīng)．
故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；使樣品中的鋅完全反應(yīng)．
（2）步驟③中稱量剩余固體之前的正確操作是過濾、洗滌、干燥．
故填：過濾．
（3）可以利用裝置Ⅰ中反應(yīng)前后固體的質(zhì)量進行計算，反應(yīng)后固體的質(zhì)量即為銅的質(zhì)量，根據(jù)銅的質(zhì)量可以計算鋅的質(zhì)量，進一步可以計算合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)；
不能利用裝置Ⅰ中加入稀硫酸的量進行計算，因為只知道稀硫酸的體積，不知道稀硫酸的質(zhì)量分數(shù)，因此不能計算反應(yīng)的硫酸質(zhì)量，因此不能計算鋅的質(zhì)量，即不能計算鋅的質(zhì)量分數(shù)；
可以利用裝置Ⅲ中量取水的體積進行計算，收集的水的體積即為反應(yīng)生成氫氣的體積，根據(jù)氫氣的體積和氫氣的密度可以計算氫氣的質(zhì)量，根據(jù)氫氣的質(zhì)量可以計算鋅的質(zhì)量，進一步可以計算合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)．
故填：乙．
（4）A．移出裝置Ⅲ時，導(dǎo)管內(nèi)留存了一部分水，這樣會導(dǎo)致收集的水的體積偏小，從而使計算的氫氣質(zhì)量偏小，進一步導(dǎo)致測定的鋅的質(zhì)量分數(shù)偏��；
B．實驗測量前，沒有排除裝置Ⅰ中的空氣，不影響測定結(jié)果，因為反應(yīng)過程中，錐形瓶中始終充滿氣體；
C．?dāng)?shù)據(jù)處理時，未排除加入稀硫酸所占的體積，這樣會導(dǎo)致收集的水的體積偏大，從而使計算的氫氣質(zhì)量偏大，進一步導(dǎo)致測定的鋅的質(zhì)量分數(shù)偏大．
故填：AC．

點評：合理設(shè)計實驗，科學(xué)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(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．