Question

根據下列所給出的藥品、實驗裝置和實驗中可測得的數據，設計實驗來粗略測定由銅和鋅兩種金屬組成的合金a g中鋅的質量分數（合金已加工成粉末）．
藥品：足量的濃硫酸、足量的稀硫酸、足量的稀硝酸和氧化銅．

在實驗中可測得的數據：
充分反應后，生成氫氣的體積為bL（在此條件下，2.0gH₂的體積是22.4L），反應前儀器和藥品的質量為c g，充分反應后剩余固體的質量為d g，充分反應后儀器和藥品的質量為e g．請你設計三個方案填入下表中：

	選用藥品的名稱（1）	選用的實驗裝置及組裝時接口的連接順序（2）		需測得的實驗數據（從上述可測得的數據中選取）（3）	合金中鋅的質量分數的計算式（4）
		選用的實驗裝置序號	組裝時接口編號的連接順序（如不需要組裝，則不填）
方案一
方案二
方案三

Answer 1

【答案】分析：根據銅和鋅兩種金屬組成的合金中鋅和硫酸能反應，銅和硫酸不反應，反應完了將溶液過濾得到的是銅，用合金的質量減去銅的質量，就是鋅的質量，再除以合金的總質量即可；也可以根據鋅與硫酸反應產生氫氣，利用氫氣排水的方法測出氫氣的體積，再換算出質量，根據氫氣的質量算出鋅的質量，再利用鋅的質量除以合金的總質量乘以百分之百；還有一種方法是利用鋅與硫酸反應產生氫氣，根據儀器和藥品的質量的減少量就是生成氫氣的質量，進而算出鋅的質量，再利用鋅的質量除以合金的總質量乘以百分之百．
解答：解：方案一：利用藥品稀硫酸與銅、鋅合金中的鋅反應，反應完畢后利用過濾操作，將不參加反應的銅分離出來，用合金總質量a g-剩余固體的質量為d g，鋅的質量，再利用×100%；
方案二：利用藥品稀硫酸與銅、鋅合金中的鋅反應，產生的氫氣通過FE裝置測出氫氣的體積為bL，再利用×2.0g=g算出氫氣質量，再根據方程式由氫氣質量算出鋅的質量，設參加反應的鋅的質量為X：
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
X              
根據比例式：，解得X=
所以鋅的質量分數為：×100%；
方案三：利用藥品稀硫酸與銅、鋅合金中的鋅反應，產生氫氣，再利用儀器和藥品的質量的減少量就是生成氫氣的質量，所以生成氫氣的質量：eg-cg，設參加反應的鋅的質量為Y：
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑ 
65              2
Y             cg-eg
根據比例式：
解得Y=32.5（c-e）g，
所以鋅的質量分數為：×100%．
故答案為：方案一：稀硫酸；AG；合金總質量a g和剩余固體的質量為d g；×100%；
          方案二：稀硫酸；AFE；①⑨⑧⑦；測出氫氣的體積為bL；×100%；
          方案三：稀硫酸；A；稱量出反應前儀器和藥品的質量為c g，充分反應后儀器和藥品的質量為e g；為：×100%．
點評：本題主要是利用鋅與硫酸反應，銅與硫酸不反應，可以根據反應前后儀器和藥品的質量的減少量就是氫氣的質量，去算鋅的質量，也可以利用氫氣排水的方法算出氫氣的體積，再換算成質量進行計算．