Question

課外化學興趣小組欲測定銅鋅合金粉末中鋅的質量分數．
Ⅰ．除托盤天平必用外，供選擇的實驗裝置如下：
Ⅱ．實驗中可測得的數據及其代號如下：
樣品的質量m₁；充分反應生成的氣體體積V（標準狀況）；反應前儀器和藥品的總質量m₂；充分反應后儀器和藥品的總質量m₃；充分反應后剩余固體的質量m₄．
（1）實驗時必須用到的化學試劑為

稀硫酸

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

①⑨⑧⑦

．樣品中鋅的質量分數的計算式為

65V

22.4m1

×100%

．
（3）乙同學實驗中測得的數據為m₁和m₄，他使用的實驗裝置有

AGH

（填字母）．
（4）丙同學實驗中只選用了A裝置，他要測得的數據有

m₁、m₂、m₃

（填代號）．
（5）丁同學設計了另一種測定方法，他考慮使用A、C、D三種裝置，在C裝置中添加足量CuO．除測定m₁外，還準備測定C裝置反應前后的質量變化．請評價該方法是否可行并說明理由：

不可行；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即排出，所以不可能通過計算得出氫氣的產量，也無法計算鋅的質量

．

Answer 1

分析：（1）要使鋅發生反應生成氫氣，則實驗時必須用到的化學試劑是稀硫酸；
（2）根據發生裝置、排水裝置、收集裝置進行排序；根據氫氣的體積計算鋅的質量，再根據質量分數公式計算鋅的質量分數；
（3）乙同學實驗中測得的數據為m₁和m₄，說明乙同學能得到反應后的固體質量；
（4）丙同學實驗中只選用了A裝置，要想得到鋅的質量，必須知道樣品質量、反應前儀器和藥品的總質量、充分反應后儀器和藥品的總質量；
（5）氫氣不能完全和氧化銅反應，導致氫氣的量不準確．

解答：解：（1）要想分離銅和鋅，只能根據兩種金屬的活潑性不同，使活潑金屬和酸反應，另一種金屬和酸不反應，不僅能將兩種金屬分開，還能根據反應計算鋅的質量，則實驗時必須用到的化學試劑為稀硫酸，
故答案為：稀硫酸；
（2）根據發生裝置、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，根據氫氣的體積可以得到鋅的質量，再根據質量分數公式得鋅的質量分數=

VL 22.4L/mol ×65g/mol

m1

×100%=

65V

22.4m1

×100%，故答案為：①⑨⑧⑦，

65V

22.4m1

×100%；
（3）乙同學實驗中測得的數據為m₁和m₄，說明乙同學能得到反應后的固體質量，要想得到反應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）丙同學實驗中只選用了A裝置，說明他只能知道A裝置反應前后的質量和樣品的質量，他要測得的數據有
m₁、m₂、m₃，故答案為：m₁、m₂、m₃；
（5）用氫氣還原氧化銅時，首先要通氫排除裝置中的氧氣，反應后還要通氫防止銅被氧化，所以導致氫氣的量測量不準，則無法計算鋅的質量，所以不可行，
故答案為：不可行；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即排出，所以不可能通過計算得出氫氣的產量，也無法計算鋅的質量．

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