Question

【题目】天然气作为清洁能源已成为我国现代化城市的首选燃料，LNG船是低温运输天然气的专用船舶，被喻为世界造船“皇冠上的明珠”。某兴趣小组的同学围绕着船舶使用的金属材料进行了研究。

（1）在焊接不锈钢管道时，通常要使用氩气作保护气，这是因为氩气的化学性质_________。

（2）金属在海水中易生锈腐蚀（铁生锈会得到红棕色的固体）。造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌另外一种金属。利用该金属与铁的活动性的不同，保护铁不易被腐蚀。

（研究课题1）一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，哪种金属先被腐蚀呢？

（实验设计1）将打磨后的金属片进行如图所示的实验，

放置一段时间后将观察到的现象及分析填入下表：

现象	分析
甲中：铝片表面出现灰白色物质，铁片表面几乎没有明显现象。	铝与铁在潮湿的环境中接触，铝首先被腐蚀。
乙中：铁片表面出现___________，铜片表面几乎没有明显现象。	铁与铜在潮湿的环境中接触，铁首先被腐蚀。

（得出结论）一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性较___________（填“强”或“弱”）的金属首先被腐蚀。

（知识应用）造船工业为避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属是_____（填编号）

A 银块 B 铜块 C 锡块 D 锌块

（3）LNG船还使用了大量的锌铜合金。

（研究课题2）测定锌铜合金中锌、铜的质量分数

（实验设计2）进行如图所示的实验。

①图中量气管和水准管可用来测量气体体积，为准确测量氢气的体积，在读取量气管中液面读数的过程中，应注意________（填字母）。

A 读数时视线与凹液面最低处相平

B 读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数

C 保持水准管静止，待水准管中液面不再上升时再读数

②实验前，将已经打磨过的块状锌铜合金加工成碎屑，其目的是：________。

③实验操作步骤：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再次检查装置的气密性，记录量气管的液面位置为5mL，由A向B滴加足量试剂，待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录量气管的液面位置为85mL；将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，用电子天平称其质量为0.416克。

（数据处理）该实验条件下，氢气的密度是0.09gL-1。根据上述的数据计算锌铜合金中铜的质量分数_______。（请写出计算过程）

（误差分析）如果操作规范，计算正确，但通过本方案测出的铜的质量分数计算值总是低于真实值，其主要原因是：____________。

Answer 1

【答案】稳定 红棕色固体 强 D AB 增大和稀硫酸的接触面积，加快反应速度 64% 加入的稀硫酸占了一部分体积

【解析】

(1)因为氩原子的最外层电子数为8，达到了稳定结构，因此，由氩原子构成的氩气化学性质稳定，故填写：稳定；

(2)乙中：铁先被腐蚀，所以现象是铁的表面出现红棕色固体；故答案：红棕色固体；

(3)根据金属活动性顺序表可知，铝比铁活泼，铁比铜活泼，一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性较强的金属先被腐蚀，故填写：强；

(4)由(3)解析可知，要选用金属活动性比铁强的金属锌；故答案：D；

(5)读数时，要注意视线应于量气管凹液面的最低处保持水平；每次读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数，是为了防止水的压强造成的误差，故选AB；

(6)锌铜合金加工成碎屑，和稀硫酸的接触面积增大，可以加快反应速度，故答案：增大和稀硫酸的接触面积，加快反应速度；

(7)铜锌合金与稀硫酸反应产生氢气的体积85mL-5mL=80mL，则氢气的质量=0.080L×0.09g/L=0.0072g，

解：设和稀硫酸反应的合金中锌的质量为x

合金的质量为0.234g+0.416g=0.65g

所以，合金中铜的质量分数×100%=64%

故填写：64%；

(8)利用上述实验装置，测量结果总会偏小，原因是加入的稀硫酸占了一部分体积

。