Question

【题目】某兴趣小组同学用如图所示装置测定铜锌合金中铜的质量分数。

（实验准备）

（1）将铜锌合金用砂纸打磨，其目的是_____；

（实验步骤）

（2）实验操作有：

①记录量气管D的液面位置；

②检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置；

③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录量气管D的液面位置；

④由A向B中滴加足量试剂；

⑤将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重。

上述进行的操作的顺序是_____（填序号）

（3）B中发生反应的化学方程式为_____。

（定量计算）

（4）若实验中，打磨后铜锌合金样品质量为5g，与稀硫酸充分反应后，测得产生的气体体积为0.556L，该条件下氢气的密度为0.09g/L，则生成氢气的质量为_____g（结果保留两位小数）；合金中铜的质量分数为多少_____？（写出计算过程）。

（分析讨论）

（5）小组同学交流发现上述方法测得的铜的质量分数会偏小，则下列选项中可能的原因有_____。

A．剩余固体中仍含有未反应的锌

B．生成氢气的体积包含了加入的稀硫酸体积

C．由于稀硫酸与锌粒反应放热，生成气体的温度高于常温，没有等气体恢复至室温就开始读数

D．反应后读数时，量气管液面高度高于左侧球形干燥管内液面的高度

Answer 1

【答案】除去表面的氧化物 ②①④③⑤ Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 0.05； 32.5% BC

【解析】

（1）将铜锌合金用砂纸打磨，其目的是除去表面的氧化物。

（2）上述进行的操作的顺序是：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置；记录量气管D的液面位置；由A向B中滴加足量试剂；待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录量气管D的液面位置；将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重。故填：②①④③⑤。

（3）B中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。

定量计算：

（4）解：生成氢气的质量为：0.09g/L×0.556L＝0.05g；

设锌质量为x，

解得x＝1.63g，

合金中铜的质量分数为：×100%32.5%，

答：合金中铜的质量分数为：32.5%，

（5）A、剩余固体中仍含有未反应的锌，会导致产生氢气质量偏小，从而导致计算的铜质量偏大，进一步导致计算的铜的质量分数偏大，不符合题意；

B、生成氢气的体积包含了加入的稀硫酸体积，导致产生氢气体积偏大，从而导致锌质量偏大，进一步导致计算的铜的质量分数偏小，符合题意；

C、由于稀硫酸与锌粒反应放热，生成气体的温度高于常温，没有等气体恢复至室温就开始读数，导致产生氢气体积偏大，从而导致锌质量偏大，进一步导致计算的铜的质量分数偏小，符合题意；

D、反应后读数时，量气管液面高度高于左侧球形干燥管内液面的高度，导致产生氢气体积偏小，从而导致计算的铜质量偏大，进一步导致计算的铜的质量分数偏大，不符合题意。故选BC。