题目内容

【题目】化学学习小组从下图中选择合适的装置(称量、固定和加热装置省略),利用合适的药品,设计实验粗略测定出了铜锌合金中粉末锌的质量分数。(实验过程中不考虑水的蒸发)

实验过程:称取a g黄铜样品,加入足量稀硫酸充分反应。测定的实验数据如下。

①测定生成H2的体积为b L(氢气的密度为w g/L)。

②将反应后的剩余物过滤、洗涤、加热烘干,测定所得固体的质量为c g。

③测定……

(1)装置A中发生反应的化学方程式为______________。

(2)小昊选用三个装置进行实验,装置接口的连接顺序为_______,用①中的数据计算出铜锌合金中锌的质量分数为________(写出最终计算结果的表达式)。

(3)小烨选用装置AF进行实验,利用②中的数据计算出了铜锌合金中锌的质量分数。小聪认为小烨的方案中测定值会___________(填“偏大”、“偏小”、“不变”、“或无法确定”)。

(4)小琪仅选用装置A进行实验,利用③中的数据也计算出了铜锌合金中锌的质量分数。③中需要测定的数据是_____________。

(5)老师认为利用小昊的方案进行实验,在实验过程和操作均正确的情况下,测定值也会比实际略大,原因是_________。

【答案】Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ ①⑥⑦⑤ 偏小 反应前A装置的总质量(含合金与稀硫酸),无气泡产生后A装置剩余物的总质量; 加入的稀硫酸的体积没有减去,导致排出的气体体积偏大

【解析】

(1)装置A中黄铜中的锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜不与稀硫酸反应,所以化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;

(2)选用三个装置时,根据提供的图片可知是A产生氢气,E排水,D收集水的体积,得出产生的氢气的体积。所以装置的连接顺序是①⑥⑦⑤,故填:①⑥⑦⑤;

设合金中锌的质量分数为x

,x=

故填:;

(3)选用AF进行实验时,由于要将反应后的剩余物过滤、洗涤、加热烘干,因剩余固体是铜,所以在加热烘干的时候会与氧气反应生成氧化铜,所以导致测定的锌的质量偏小,最终合金中锌的质量分数偏小,故填:偏小;

(4)仅用A进行实验,可以通过测定A装置反应前后的质量差计算出产生氢气的质量,所以要测定的数据是:反应前A装置的总质量(含合金与稀硫酸),无气泡产生后A装置剩余物的总质量;

(5)小昊的方案中,所有操作与实验都正确时,测定值比实际值大的原因可能是加入的稀硫酸占有一定的体积,也会排出装置中的气体,导致排出的气体体积偏大。故填:加入的稀硫酸的体积没有减去,导致排出的气体体积偏大。

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