Question

根據(jù)下列所給出的藥品、實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)中可測(cè)得的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)粗略測(cè)定由銅和鋅兩種金屬組成的合金a g中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（合金已加工成粉末）．
藥品：足量的濃硫酸、足量的稀硫酸、足量的稀硝酸和氧化銅．

在實(shí)驗(yàn)中可測(cè)得的數(shù)據(jù)：
充分反應(yīng)后，生成氫氣的體積為bL（在此條件下，2.0gH₂的體積是22.4L），反應(yīng)前儀器和藥品的質(zhì)量為c g，充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為d g，充分反應(yīng)后儀器和藥品的質(zhì)量為e g．請(qǐng)你設(shè)計(jì)三個(gè)方案填入下表中：

	選用藥品的名稱（1）	選用的實(shí)驗(yàn)裝置及組裝時(shí)接口的連接順序（2）		需測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（從上述可測(cè)得的數(shù)據(jù)中選取）（3）	合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式（4）
		選用的實(shí)驗(yàn)裝置序號(hào)	組裝時(shí)接口編號(hào)的連接順序（如不需要組裝，則不填）
方案一
方案二
方案三

Answer 1

分析：根據(jù)銅和鋅兩種金屬組成的合金中鋅和硫酸能反應(yīng)，銅和硫酸不反應(yīng)，反應(yīng)完了將溶液過(guò)濾得到的是銅，用合金的質(zhì)量減去銅的質(zhì)量，就是鋅的質(zhì)量，再除以合金的總質(zhì)量即可；也可以根據(jù)鋅與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，利用氫氣排水的方法測(cè)出氫氣的體積，再換算出質(zhì)量，根據(jù)氫氣的質(zhì)量算出鋅的質(zhì)量，再利用鋅的質(zhì)量除以合金的總質(zhì)量乘以百分之百；還有一種方法是利用鋅與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，根據(jù)儀器和藥品的質(zhì)量的減少量就是生成氫氣的質(zhì)量，進(jìn)而算出鋅的質(zhì)量，再利用鋅的質(zhì)量除以合金的總質(zhì)量乘以百分之百．

解答：解：方案一：利用藥品稀硫酸與銅、鋅合金中的鋅反應(yīng)，反應(yīng)完畢后利用過(guò)濾操作，將不參加反應(yīng)的銅分離出來(lái)，用合金總質(zhì)量a g-剩余固體的質(zhì)量為d g，鋅的質(zhì)量，再利用

a-d

a

×100%；
方案二：利用藥品稀硫酸與銅、鋅合金中的鋅反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣通過(guò)FE裝置測(cè)出氫氣的體積為bL，再利用

bL

22.4L

×2.0g=

b

11.2

g算出氫氣質(zhì)量，再根據(jù)方程式由氫氣質(zhì)量算出鋅的質(zhì)量，設(shè)參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為X：
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
X              

b

11.2g

根據(jù)比例式：

65

2

= 

X

b 11.2 g

，解得X=

65

22.4

所以鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

65 22.4 b

a

×100%；
方案三：利用藥品稀硫酸與銅、鋅合金中的鋅反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，再利用儀器和藥品的質(zhì)量的減少量就是生成氫氣的質(zhì)量，所以生成氫氣的質(zhì)量：eg-cg，設(shè)參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為Y：
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑ 
65              2
Y             cg-eg
根據(jù)比例式：
解得Y=32.5（c-e）g，
所以鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

32.5(c-e)g

a

×100%．
故答案為：方案一：稀硫酸；AG；合金總質(zhì)量a g和剩余固體的質(zhì)量為d g；

a-d

a

×100%；
          方案二：稀硫酸；AFE；①⑨⑧⑦；測(cè)出氫氣的體積為bL；

65 22.4 b

a

×100%；
          方案三：稀硫酸；A；稱量出反應(yīng)前儀器和藥品的質(zhì)量為c g，充分反應(yīng)后儀器和藥品的質(zhì)量為e g；為：

32.5(c-e)g

a

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題主要是利用鋅與硫酸反應(yīng)，銅與硫酸不反應(yīng)，可以根據(jù)反應(yīng)前后儀器和藥品的質(zhì)量的減少量就是氫氣的質(zhì)量，去算鋅的質(zhì)量，也可以利用氫氣排水的方法算出氫氣的體積，再換算成質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算．