Question

為了測定某銅鋅合金的組成，�；瘜W課外活動小組設計了如圖所示的實驗裝置進行實驗．
（1）首先把該合金研成粉末再與一定溶質質量分數(shù)的稀硫酸反應，研成粉末的目的是

 

；
（2）檢查裝置氣密性；
（3）該實驗中正確讀取量氣管內液面的初始、最終讀數(shù)前都需進行的操作是

 

；
（4）該小組進行了三次實驗，所得相關的實驗數(shù)據(jù)處理如下：（實驗溫度下=ρH2=0.09g/L）

	合金的質量/g	稀硫酸的質量/g	生成氫氣的體積/mL
第一次	2	20	44.4
第二次	2	25	44.4
第三次	4	20	44.4

①從上表數(shù)據(jù)分析，當所取合金與所用稀硫酸的質量比為

 

時，合金中的鋅與稀硫酸恰好完全反應，該銅鋅合金中銅的質量分數(shù)為

 

；
②所用稀硫酸的溶溶質質量分數(shù)為

 

．（要求寫出解題過程）

Answer 1

考點：根據(jù)化學反應方程式的計算,有關溶質質量分數(shù)的簡單計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）根據(jù)研成粉末能增大反應的接觸面積分析；
（2）根據(jù)連通器的原理可知應該調節(jié)兩邊液面相平在進行操作進行解答；
（4）分析表格中數(shù)據(jù)可以知道：銅、鋅合金中銅和稀硫酸不反應只有鋅和稀硫酸反應，第二次和第一次所取的合金質量相同，第二次所用的稀硫酸比第一次多，而兩次生成的氣體質量相同，說明兩次所取的合金中的鋅都完全反應了，由此可以知道2g合金只能生成44.4mL氫氣；第三次所取的合金是前兩次的2倍，如果合金中的鋅完全反應，應該產(chǎn)生88.8mL氣體，而實際上產(chǎn)生的氣體和前兩次相同只有44.4mL氫氣，說明第三次反應中合金過量，而稀硫酸反應完全，由此可以知道20g稀硫酸與2g的合金反應生成了只能產(chǎn)生44.4mL氫氣，從而可以判斷出稀硫酸和合金恰好完全反應的質量比；根據(jù)氫氣的質量可以計算出鋅的質量，稀硫酸中溶質的質量，從而計算出銅鋅合金中銅的質量分數(shù)、稀硫酸的質量分數(shù)．

解答：解：（1）把該合金研成粉末再與一定溶質質量分數(shù)的稀硫酸反應，研成粉末的目的是增大反應的接觸面積，加快反應的速率；
（2）讀取量氣管內最終液面刻度前，需要進行的操作是調節(jié)量氣管高度，使左右液面相平，否則管中的液柱能產(chǎn)生壓強，對管中的氣體進行壓縮或拉伸，影響氣體的體積測定，因而正確讀取量氣管內液面的初始、最終讀數(shù)前都需進行的操作是調節(jié)兩邊液面相平；
（4）①比較三組數(shù)據(jù)可以知道，2g合金只能生成44.4mL氫氣，而由第三次可知生成44.4mL氫氣只消耗20稀硫酸，所以2g合金中的鋅和20g稀硫酸可恰好完全反應，即第一次合金和稀硫酸恰好完全反應；所以，合金與所用稀硫酸的質量比為1：10時，合金中的鋅與稀硫酸恰好完全反應．
2g合金中的鋅和20g稀硫酸反應生成的氫氣的體積為：44.4mL=0.044L，氫氣的質量為0.04L×0.09g/L≈0.004g
設2g銅鋅合金中含有鋅的質量為x，反應硫酸的質量為y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65   98         2
x     y        0.004g

65

x

=

98

y

=

2

0.004g

解得：x=0.13g  y=0.196g
銅鋅合金中銅的質量分數(shù)為1-

0.13g

2g

×100%=93.5.5%
②所以硫酸的質量分數(shù)為：

0.196g

20g

×100%=0.98%．
故答案為：（1）增大反應的接觸面積，加快反應的速率； （2）調節(jié)兩邊液面相平；（4）①1：10，93.5%；②0.98%．

點評：此題考查的是合金的性質及根據(jù)化學方程式的有關計算，學會運用控制變量法來正確的分析處理表中的數(shù)據(jù)是解答此題的關鍵．