Question

（7分）學過金屬活動性后，秦思同學通過實驗探究鋅粉與硝酸亞鐵和硝酸銀兩種鹽溶液的反應。實驗現象和數據如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次
硝酸亞鐵與硝酸銀的混合溶液	100g	100g	100g	100g
鋅粉	2g	3.25g	m	9.75g
向濾液中加入稀鹽酸后的實驗現象	產生白色沉淀	無明顯現象	無明顯現象	無明顯現象
向濾渣中加入100 g稀鹽酸后的實驗現象	無明顯現象	無明顯現象	產生氣泡，溶液變為淺綠色	現象與第三次相同

（1）第四次向濾渣中加入稀鹽酸后產生氣泡的化學方程式為                                    ；
（2）根據第一次的實驗現象，你認為此次濾液中的溶質是                        ；
（3）根據已知條件列出求解第二次實驗中置換出金屬銀的質量(x)的比例式          ；
（4）若第三次實驗鋅與兩種鹽溶液恰好完全反應，則m的質量為__________________；
（5）若向第三次反應后的濾液中加入一定質量的水，所得不飽和溶液中溶質的質量分數為10%，則加入水的質量為__________________；
（6）若用溶質質量分數為36.5％的濃鹽酸配制第四次實驗中與濾渣恰好完全反應所需的稀鹽酸，則需要濃鹽酸與水的質量比為_______________。

Answer 1

（1）Fe +2HCl="==" FeCl₂ + H₂↑ 和Zn +2HCl="==" ZnCl₂ +H₂↑
（2）硝酸銀、硝酸鋅、硝酸亞鐵（或AgNO₃、Zn（NO₃）₂、Fe（NO₃）₂）
（3）340：216=17g：x (或65：216=3.25g：x)   （4）6.5g     （5）96.1g    （6）1：4

解析試題分析：（1）根據金屬的活動性：Zn、Fe、Ag，所以硝酸亞鐵和硝酸銀兩種鹽溶液中加入鋅粉，發生反應的先后順序：2AgNO₃+Zn="=" Zn (NO₃)₂+2Ag，Fe(NO₃)₂+Zn="=" Zn (NO₃)₂+ Fe ，反應發生的程度完全取決于鋅的量，根據前三次的實驗現象，所以第四次向濾渣中加入稀鹽酸后產生氣泡的化學方程式為：Fe +2HCl="==" FeCl₂ + H₂↑ 和Zn +2HCl="==" ZnCl₂ + H₂↑
（2） 根據第一次的實驗現象，在濾液中加入鹽酸，有白色沉淀生成，說明第一個反應：2AgNO₃+Zn="=" Zn (NO₃)₂+2Ag都沒有完全發生，所以濾液中的溶質是：硝酸銀、硝酸鋅、硝酸亞鐵
（3） 根據第二次的實驗現象，在濾液中加入鹽酸，沒有白色沉淀生成，說明溶液中沒有AgNO₃，而在濾渣中加入鹽酸無氣體，說明第一個反應恰好反應完全，所以根據方程式：2AgNO₃+Zn="=" Zn (NO₃)₂+2Ag中AgNO₃和Ag的質量關系340：216，所以可列式：340：216=17g：x，也可以根據方程式中Zn和Ag的質量關系65：216，所以可列式：65：216=3.25g：x，
（4） 因為第二次實驗表明AgNO₃恰好完全，若第三次實驗鋅與兩種鹽溶液恰好完全反應，則表明第三次實驗就是鋅與9g硝酸亞鐵反應，根據方程式：Fe(NO₃)₂+Zn="=" Zn (NO₃)₂+ Fe中Fe(NO₃)₂和Zn的質量關系180:65，而硝酸亞鐵為9g，所以消耗Zn的質量為3.25g，故m的質量為=3.25g+3.25g=6.5g
（5）根據上面的分析第三次實驗恰好2個反應完全發生，得到的是Zn (NO₃)₂溶液，反應消耗Zn的質量為6.5g，Zn (NO₃)₂得到的質量=6.5g÷65/189×100%=18.9g，由于加入的6.5g鋅生成鐵的的質量為2.8g，生成銀的質量為10.8g,所以溶液的質量=100g+6.5g-2.8g-10.8g=92.9g，再抓住稀釋過程中溶質的質量不變，可設加入水的質量為x，可列式為：18.9g=（92.9g+x）×10%，x=96.1g
（6）根據上面的分析，第四次濾渣中應含2.8g鐵，以及過量的鋅質量=9.75g-6.5g=3.25g再根據反應Fe +2HCl="==" FeCl₂ + H₂↑ 和Zn +2HCl="==" ZnCl₂ +H₂↑，即可算出100g鹽酸中所含的氯化氫質量為7.3g，即鹽酸的質量分數為7.3g/100g×100%=7.3%,所以若用溶質質量分數為36.5％的濃鹽酸配制這樣的稀鹽酸，需要濃鹽酸與水的質量比為1：4
考點：金屬的活動性，根據化學方程式計算