Question

12．小王同学在学习了金属的化学性质后，想对学校实验室中的锌、铜合金中所含锌、铜的质量分数进行粗略测定．在科学老师的指导下，设计了如图所示的实验装置，选用了三种试剂：A．蒸馏水B．锌、铜合金C．稀硫酸．小王设计实验的基本思路是：利用合金与酸反应产生的气体，通过上述实验装置把水排到量筒中，读出量筒中水的体积（不考虑其它因素的影响，反应产生的气体即为量筒中水的体积），可计算锌、铜合金中锌、铜的质量分数．
试回答下列问题：
（1）根据实验设计思路，实验时在广口瓶中加入一定量的蒸馏水，底部有小孔的试管中应加入B（填写试剂的相应字母标号）．
（2）小王同学在实验过程中选取了3g锌、铜合金与足量的稀硫酸，反应完全后，量筒中接收的液体的体积为0.1L，求锌、铜合金中锌的质量是多少？（氢气的密度约为0.09g/L）
（3）如要测定部分被氧化成氧化锌的锌粒中锌单质的质量分数，能否用上述实验方法能（填“能”或“不能”），请说明理由锌与酸反应产生气体，而氧化锌与酸反应不产生气体．

Answer 1

分析 通过测定合金与酸反应产生氢气的体积来测定合金锌、铜的质量分数，此合金中是锌与稀硫酸反应产生氢气，要根据氢气的质量，利用化学方程式求锌的质量．

解答 解：（1）排在氢前的金属可以与盐酸或稀硫酸反应生成氢气，与硝酸等强氧化性酸不能产生氢气，要测定生成氢气的体积，可以使用排水法．所以根据实验设计思路，实验时在广口瓶中加入一定量的蒸馏水，底部有小孔的试管中应加入锌、铜合金；
（2）根据“量筒中接收的液体的体积为0.1L”，氢气的体积为0.1L，因为氢气的密度为0.089g/L，故其质量为0.089g/L×0.1L=0.0089g；
设生成0.0089g氢气，需要锌的质量为x．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
x             0.0089g
$\frac{65}{x}$=$\frac{2}{0.0089g}$
解得x=0.29g
故锌、铜合金中锌的质量分数是：$\frac{0.29g}{3g}$×100%=9.6%，
（3）如要测定部分被氧化成氧化锌的锌粒中锌单质的质量分数，能用上述实验方法．因为锌与酸反应产生气体，而氧化锌与酸反应不产生气体．
故答案为：（1）B；
（2）9.6%；
（3）能；锌与酸反应产生气体，而氧化锌与酸反应不产生气体．

点评 本题考查了金属性质的应用，要测定其中某成分的含量，可以使其发生化学反应，而另一种金属不反应．根据生成物质的质量来进行起算．