题目内容

2.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,反应产生的气体体积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,量筒中的液体的体积为0.1L,求锌、铜合金中锌的质量分数是多少?(氢气的密度为0.089g/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”),请说明理由虽然都会反应,但只有锌才会产生氢气,可以算出.

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;故填:B;
(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
$\frac{65}{2}=\frac{x}{0.0089g}$
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%;
答:锌、铜合金中锌的质量分数为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.因为虽然都会反应,但只有锌才会产生氢气,可以算出.
故填:能,虽然都会反应,但只有锌才会产生氢气,可以算出.

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计算.

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