Question

根据下列所给出的药品、实验装置和实验中可测得的数据，设计实验来粗略测定由铜和锌两种金属组成的合金a g中锌的质量分数（合金已加工成粉末）．
药品：足量的浓硫酸、足量的稀硫酸、足量的稀硝酸和氧化铜．

在实验中可测得的数据：
充分反应后，生成氢气的体积为bL（在此条件下，2.0gH₂的体积是22.4L），反应前仪器和药品的质量为c g，充分反应后剩余固体的质量为d g，充分反应后仪器和药品的质量为e g．请你设计三个方案填入下表中：

	选用药品的名称（1）	选用的实验装置及组装时接口的连接顺序（2）		需测得的实验数据（从上述可测得的数据中选取）（3）	合金中锌的质量分数的计算式（4）
		选用的实验装置序号	组装时接口编号的连接顺序（如不需要组装，则不填）
方案一
方案二
方案三

Answer 1

【答案】分析：根据铜和锌两种金属组成的合金中锌和硫酸能反应，铜和硫酸不反应，反应完了将溶液过滤得到的是铜，用合金的质量减去铜的质量，就是锌的质量，再除以合金的总质量即可；也可以根据锌与硫酸反应产生氢气，利用氢气排水的方法测出氢气的体积，再换算出质量，根据氢气的质量算出锌的质量，再利用锌的质量除以合金的总质量乘以百分之百；还有一种方法是利用锌与硫酸反应产生氢气，根据仪器和药品的质量的减少量就是生成氢气的质量，进而算出锌的质量，再利用锌的质量除以合金的总质量乘以百分之百．
解答：解：方案一：利用药品稀硫酸与铜、锌合金中的锌反应，反应完毕后利用过滤操作，将不参加反应的铜分离出来，用合金总质量a g-剩余固体的质量为d g，锌的质量，再利用×100%；
方案二：利用药品稀硫酸与铜、锌合金中的锌反应，产生的氢气通过FE装置测出氢气的体积为bL，再利用×2.0g=g算出氢气质量，再根据方程式由氢气质量算出锌的质量，设参加反应的锌的质量为X：
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
X              
根据比例式：，解得X=
所以锌的质量分数为：×100%；
方案三：利用药品稀硫酸与铜、锌合金中的锌反应，产生氢气，再利用仪器和药品的质量的减少量就是生成氢气的质量，所以生成氢气的质量：eg-cg，设参加反应的锌的质量为Y：
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑ 
65              2
Y             cg-eg
根据比例式：
解得Y=32.5（c-e）g，
所以锌的质量分数为：×100%．
故答案为：方案一：稀硫酸；AG；合金总质量a g和剩余固体的质量为d g；×100%；
          方案二：稀硫酸；AFE；①⑨⑧⑦；测出氢气的体积为bL；×100%；
          方案三：稀硫酸；A；称量出反应前仪器和药品的质量为c g，充分反应后仪器和药品的质量为e g；为：×100%．
点评：本题主要是利用锌与硫酸反应，铜与硫酸不反应，可以根据反应前后仪器和药品的质量的减少量就是氢气的质量，去算锌的质量，也可以利用氢气排水的方法算出氢气的体积，再换算成质量进行计算．