Question

天然氣作為清潔能源已成為我國現代化城市的首選燃料，LNG船是低溫運輸天然氣的專用船舶，被喻為世界造船“皇冠上的明珠”．某興趣小組的同學圍繞著船舶使用的金屬材料進行了研究．
【閱讀與思考】
（1）在焊接不銹鋼管道時，通常要使用氬氣作保護氣，這是因為氬氣的化學性質______．
（2）金屬在海水中易生銹腐蝕．造船工業為了避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌另外一種金屬．利用該金屬與鐵的活動性的不同，保護鐵不易被腐蝕．
【研究課題1】一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環境中接觸時，哪種金屬先被腐蝕呢？
【實驗設計1】將打磨后的金屬片進行如圖1所示的實驗，放置一段時間后將觀察到的現象及分析填入下表：

現象	分析
甲中：鋁片表面出現灰白色物質，鐵片表面幾乎沒有明顯現象．	鋁與鐵在潮濕的環境中接觸，______首先被腐蝕．
乙中：鐵片表面出現______，銅片表面幾乎沒有明顯現象．	鐵與銅在潮濕的環境中接觸，鐵首先被腐蝕．

【得出結論】一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環境中接觸時，活動性較______填“強”或“弱”）的金屬首先被腐蝕．
【知識應用】造船工業為避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌的金屬是______（填編號）
A．銀塊B．銅塊C．錫塊D．鋅塊
（3）LNG船還使用了大量的鋅銅合金．
【研究課題2】測定鋅銅合金中鋅、銅的質量分數
【實驗設計2】進行如圖2所示的實驗．
（1）圖中量氣管和水準管可用來測量氣體體積，為準確測量氫氣的體積，在讀取量氣管中液面讀數的過程中，應注意______（填字母）．
A．讀數時視線與凹液面最低處相平
B．讀數前應上下移動水準管，待兩管液面相平再讀數
C．保持水準管靜止，待水準管中液面不再上升時再讀數
（2）實驗前，將已經打磨過的塊狀鋅銅合金加工成碎屑，其目的是：______．
（3）實驗操作步驟：檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，再次檢查裝置的氣密性，記錄量氣管的液面位置為5mL，由A向B滴加足量試劑，待B中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄量氣管的液面位置為85mL；將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，用電子天平稱其質量為0.416克．
【數據處理】該實驗條件下，氫氣的密度是0.09g?L^-1．根據上述的數據計算鋅銅合金中銅的質量分數．（請寫出計算過程）
【誤差分析】如果操作規范，計算正確，但通過本方案測出的銅的質量分數計算值總是低于真實值，其主要原因是：①加入的稀硫酸占有一定的體積；②______．

Answer 1

（1）氬氣的化學性質穩定可做氬氣的保護氣；故答案：穩定；
【實驗設計1】甲中：鋁片表面出現灰白色物質，鐵片表面幾乎沒有明顯現象，說明鋁與鐵在潮濕的環境中接觸，鋁首先被腐蝕，故答案：鋁；
【得出結論】乙中：鐵先被腐蝕，所以現象是鐵的表面出現紅棕色固體；故答案：紅棕色固體；
【知識應用】一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環境中接觸時，活動性較強的金屬先被腐蝕，所以要選用金屬活動性比鐵強的金屬鋅；故答案
：D；
【實驗設計2】
（1）讀數時，要注意視線應于量氣管凹液面的最低處保持水平；每次讀數前應上下移動水準管，待兩管液面相平再讀數是為了防止水的壓強造成的誤差；故選AB．
（2）鋅銅合金加工成碎屑，和稀硫酸的接觸面積增大，可以加快反應速度，故答案：增大和稀硫酸的接觸面積，加快反應速度；
【數據處理】銅鋅合金與稀硫酸反應產生氫氣的體積為85mL，則氫氣的質量=0.085L×0.09g/L=0.00765g，
設和稀硫酸反應的合金中鋅的質量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65 2
x0.00765g

65

x

=

2

0.00765g

x=0.145g
合金的質量為0.145g+0.416g=0.561g
所以合金中鋅的質量分數為

0.145g

0.561g

×100%=24.6%
答：鋅銅合金中銅的質量分數24.6%．
【誤差分析】利用上述實驗裝置，測量結果總會偏小，原因是有一部分氫氣留在試管和導管中，故答案為：有一部分氫氣留在試管和導管中．