Question

實驗室有黃銅（銅和鋅兩種金屬的混合物）粉末．課外化學(xué)興趣小組欲利用給出的實驗儀器及試劑，測定該樣品中鋅的質(zhì)量分數(shù)．
Ⅰ．除托盤天平必用外，供選擇的實驗裝置如圖所示：

Ⅱ．實驗中可測得的數(shù)據(jù)：
黃銅的質(zhì)量a g；充分反應(yīng)后在標準狀況下生成氫氣的體積為b L；反應(yīng)前儀器和藥品的質(zhì)量為c g；充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為d g；充分反應(yīng)后儀器和藥品的質(zhì)量為e g．
（1）實驗中可供選擇的藥品除樣品外，還有：足量的濃硫酸、足量的稀硫酸、氧化銅，你認為一定要用到的藥品是

 

．
（2）甲同學(xué)實驗中使用了A、E、F三種裝置，組裝時接口編號的連接順序為：

 

，實驗結(jié)束時讀數(shù)時應(yīng)注意

 

，寫出合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)的計算式

 

．
（3）乙同學(xué)實驗中測得數(shù)據(jù)為：黃銅的質(zhì)量a g；充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為d g．他在實驗中使用了上圖中

 

裝置（填序號A…）．
（4）丙同學(xué)實驗中只使用了A裝置，他需要測得的實驗數(shù)據(jù)（從上述Ⅱ可測得的數(shù)據(jù)中選取，用符號a…表示）：

 

，但用該數(shù)據(jù)求算的結(jié)果可能會有誤差．
（5）丁同學(xué)設(shè)計了另一種測定方法，他考慮使用A、C、D三種裝置，并使用了足量的稀硫酸和氧化銅兩種試劑，除測定黃銅的質(zhì)量a g外，還測定C裝置反應(yīng)前儀器和藥品的質(zhì)量為c g、充分反應(yīng)后儀器和藥品的質(zhì)量為e g．他

 

填“能”或“不能”）測定出合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)，因為

 

．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

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(xué)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；實驗結(jié)束時讀數(shù)時應(yīng)注意恢復(fù)至室溫、調(diào)節(jié)E、F中液面相平、視線與E中凹液面相切；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)；
（3）乙同學(xué)實驗中測得的數(shù)據(jù)為a和e，說明乙同學(xué)能得到反應(yīng)后的固體質(zhì)量；
（4）丙同學(xué)實驗中只選用了A裝置，要想得到鋅的質(zhì)量，必須知道樣品質(zhì)量、反應(yīng)前儀器和藥品的總質(zhì)量、充分反應(yīng)后儀器和藥品的總質(zhì)量；
（5）氫氣不能完全和氧化銅反應(yīng)，導(dǎo)致氫氣的量不準確．

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(xué)試劑為稀硫酸，故答案為：稀硫酸；
（2）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：①⑨⑧⑦；實驗結(jié)束時讀數(shù)時應(yīng)注意恢復(fù)至室溫、調(diào)節(jié)E、F中液面相平、視線與E中凹液面相切；根據(jù)氫氣的體積可以得到鋅的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)公式得鋅的質(zhì)量分數(shù)=

bL 22.4L/mol ×65g/mol

a

=

65b

22.4a

，
故答案為：①⑨⑧⑦；恢復(fù)至室溫、調(diào)節(jié)E、F中液面相平、視線與E中凹液面相切；

65b

22.4a

；
（3）乙同學(xué)實驗中測得的數(shù)據(jù)為a和e，說明乙同學(xué)能得到反應(yīng)后的固體質(zhì)量，要想得到反應(yīng)后的固體必須采用過濾的方法制取，過濾過程中要用玻璃棒引流，所以他使用的實驗裝置有AGH，故答案為：AGH；
（4）丙同學(xué)實驗中只選用了A裝置，說明他只能知道A裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量和樣品的質(zhì)量，他要測得的數(shù)據(jù)有a、c、e，故答案為：a、c、e；
（5）用氫氣還原氧化銅時，首先要通氫排除裝置中的氧氣，反應(yīng)后還要通氫防止銅被氧化，所以導(dǎo)致氫氣的量測量不準，則無法計算鋅的質(zhì)量，所以不能，
故答案為：不能；因為氫氣還原氧化銅時，排除裝置中的空氣及冷卻裝置都要消耗氫氣，而且部分氫氣未反應(yīng)即排出，所以不可能通過計算得出氫氣的產(chǎn)量，也無法計算鋅的質(zhì)量．

點評：本題考查了探究物質(zhì)的組成或含量的測定，明確測量原理是解本題關(guān)鍵，知道氫氣還原氧化銅的操作步驟，難度較大．