Question

为了测定铜锌合金粉末中铜的质量分数，某兴趣小组的同学设计了不同的方案进行实验：

甲同学的实验方案
①按图1组装好装置，并称得装置的质量为a g．
②取下锥形瓶上的橡皮塞，向锥形瓶中加入b g铜锌合金粉末，再加入足量的稀盐酸，立即塞紧橡皮塞．
③待充分反应后，称得装置和装置中物质的总质量为c g．
④计算铜锌合金中铜的质量分数．
乙同学的实验方案
①按图2组装好装置．
②取下烧瓶上的橡皮塞，向锥形瓶中加入1.0g铜锌合金粉末，塞紧橡皮塞．
③通过分液漏斗向烧瓶中加入10.0mL稀硫酸（足量），立即关闭分液漏斗活塞．
④待充分反应后，测得进入量筒的水的体积为122.0mL．
⑤计算铜锌合金中铜的质量分数．
回答下列问题：
（1）锥形瓶中发生的反应属于______ （填基本反应类型）．图1装置中碱石灰的作用是______．
（2）甲同学若要计算出样品中铜的质量分数，还需要测得的数据是______．（填标号）
A．碱石灰的质量　　B．加入的稀盐酸的质量　　C．稀盐酸中溶质的质量分数
（3）在甲同学实验后，丙同学过滤锥形瓶中的物质，洗涤、干燥滤渣，称得滤渣质量为d g．
丙同学测得铜锌合金中铜的质量分数为______．
（4）为减少实验误差，在乙同学的实验步骤①和②之间还需要增加的实验操作是--，这样能保证实验称量结果的准确性．已知该温度下氢气的密度为0.09g/L，则乙同学测得的铜锌合金中铜的质量分数为______．

Answer 1

解：（1）锌与稀盐酸的反应生成氯化锌和氢气，由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物，符合置换反应特点，属于置换反应，碱石灰的作用是吸收水蒸气和氯化氢气体，从而使计算结果准确，否则造成氢气的质量偏大，则使锌的质量偏大，铜的质量分数偏小；
故答案为：
置换；吸收水蒸气和氯化氢气体；
（2）根据质量守恒定律，反应物的质量=生成物的质量，要计算生成氢气的质量，分析题意，还需要知道加入的稀盐酸的质量；
故选B；
（3）铜排在顺序表中氢的后面，与稀硫酸不反应，所以得到的滤渣就是铜的质量，所以混合物中铜的质量分数是×100%=%；
故答案为：%；
（4）乙同学要测生成氢气的体积，则需要检查装置的气密性，以防出现误差；
根据题意，得到氢气的质量是0.09g/L×0.122L=0.01g
设反应的锌的质量是X
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
65 2
X 0.01g
=
X=0.325g
∴合金中铜的质量=1.0g-0.325g=0.675g
则铜的质量分数为：×100%=67.5%
故答案为：
检查装置气密性； 67.5%．
分析：（1）根据锌与稀盐酸的反应特点和反应类型分析解答，碱石灰的作用是吸收水蒸气和氯化氢气体；
（2）根据质量守恒定律，反应物的质量=生成物的质量进行分析解答；
（3）根据铜排在顺序表中氢的后面，与稀硫酸不反应，所以得到的滤渣就是铜的质量，再根据混合物中某物质的质量分数的计算法进行计算；
（4）乙同学要测生成氢气的体积，则需要检查装置的气密性，以防出现误差，并根据锌与盐酸反应的方程式计算求解．
点评：解题时，首先明确实验目的，分析题目中所涉及的反应原理和方法，并结合相关知识细心分析解答．