Question

為了測定銅鋅合金粉末中銅的質量分數，某興趣小組的同學設計了不同的方案進行實驗：

甲同學的實驗方案
①按圖1組裝好裝置，并稱得裝置的質量為a g．
②取下錐形瓶上的橡皮塞，向錐形瓶中加入b g銅鋅合金粉末，再加入足量的稀鹽酸，立即塞緊橡皮塞．
③待充分反應后，稱得裝置和裝置中物質的總質量為c g．
④計算銅鋅合金中銅的質量分數．
乙同學的實驗方案
①按圖2組裝好裝置．
②取下燒瓶上的橡皮塞，向錐形瓶中加入1.0g銅鋅合金粉末，塞緊橡皮塞．
③通過分液漏斗向燒瓶中加入10.0mL稀硫酸（足量），立即關閉分液漏斗活塞．
④待充分反應后，測得進入量筒的水的體積為122.0mL．
⑤計算銅鋅合金中銅的質量分數．
回答下列問題：
（1）錐形瓶中發生的反應屬于______ （填基本反應類型）．圖1裝置中堿石灰的作用是______．
（2）甲同學若要計算出樣品中銅的質量分數，還需要測得的數據是______．（填標號）
A．堿石灰的質量　　B．加入的稀鹽酸的質量　　C．稀鹽酸中溶質的質量分數
（3）在甲同學實驗后，丙同學過濾錐形瓶中的物質，洗滌、干燥濾渣，稱得濾渣質量為d g．
丙同學測得銅鋅合金中銅的質量分數為______．
（4）為減少實驗誤差，在乙同學的實驗步驟①和②之間還需要增加的實驗操作是--，這樣能保證實驗稱量結果的準確性．已知該溫度下氫氣的密度為0.09g/L，則乙同學測得的銅鋅合金中銅的質量分數為______．

Answer 1

解：（1）鋅與稀鹽酸的反應生成氯化鋅和氫氣，由一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和化合物，符合置換反應特點，屬于置換反應，堿石灰的作用是吸收水蒸氣和氯化氫氣體，從而使計算結果準確，否則造成氫氣的質量偏大，則使鋅的質量偏大，銅的質量分數偏小；
故答案為：
置換；吸收水蒸氣和氯化氫氣體；
（2）根據質量守恒定律，反應物的質量=生成物的質量，要計算生成氫氣的質量，分析題意，還需要知道加入的稀鹽酸的質量；
故選B；
（3）銅排在順序表中氫的后面，與稀硫酸不反應，所以得到的濾渣就是銅的質量，所以混合物中銅的質量分數是×100%=%；
故答案為：%；
（4）乙同學要測生成氫氣的體積，則需要檢查裝置的氣密性，以防出現誤差；
根據題意，得到氫氣的質量是0.09g/L×0.122L=0.01g
設反應的鋅的質量是X
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65 2
X 0.01g
=
X=0.325g
∴合金中銅的質量=1.0g-0.325g=0.675g
則銅的質量分數為：×100%=67.5%
故答案為：
檢查裝置氣密性； 67.5%．
分析：（1）根據鋅與稀鹽酸的反應特點和反應類型分析解答，堿石灰的作用是吸收水蒸氣和氯化氫氣體；
（2）根據質量守恒定律，反應物的質量=生成物的質量進行分析解答；
（3）根據銅排在順序表中氫的后面，與稀硫酸不反應，所以得到的濾渣就是銅的質量，再根據混合物中某物質的質量分數的計算法進行計算；
（4）乙同學要測生成氫氣的體積，則需要檢查裝置的氣密性，以防出現誤差，并根據鋅與鹽酸反應的方程式計算求解．
點評：解題時，首先明確實驗目的，分析題目中所涉及的反應原理和方法，并結合相關知識細心分析解答．