Question

【題目】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。

（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（鐵生銹會得到紅棕色的固體）。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，鋁首先被腐蝕。
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0.09gL-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：____________。

Answer 1

【答案】穩定 紅棕色固體 強 D AB 增大和稀硫酸的接觸面積，加快反應速度 64% 加入的稀硫酸占了一部分體積

【解析】

(1)因為氬原子的最外層電子數為8，達到了穩定結構，因此，由氬原子構成的氬氣化學性質穩定，故填寫：穩定；

(2)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；

(3)根據金屬活動性順序表可知，鋁比鐵活潑，鐵比銅活潑，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，故填寫：強；

(4)由(3)解析可知，要選用金屬活動性比鐵強的金屬鋅；故答案：D；

(5)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；

(6)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；

(7)銅鋅合金與稀硫酸反應產生氫氣的體積85mL-5mL=80mL，則氫氣的質量=0.080L×0.09g/L=0.0072g，

解：設和稀硫酸反應的合金中鋅的質量為x

合金的質量為0.234g+0.416g=0.65g

所以，合金中銅的質量分數×100%=64%

故填寫：64%；

(8)利用上述實驗裝置，測量結果總會偏小，原因是加入的稀硫酸占了一部分體積

。