Question

15．学校化学兴趣小组在学习金属化学性质后，作了以下探究实验．
（1）小董将铜丝放入硝酸银溶液中，该反应的化学方程式为Cu+2AgNO₃═2Ag+Cu（NO₃）₂．
（2）小凡将锌粒放入一定量的硝酸银溶液中，发现反应后溶液的质量变小（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）小晗在思考：如果将铜粉与锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，反应是否有先后顺序？探究如下：
【提出问题】铜粉与锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，反应是否有先后顺序？
【作出猜想】①铜粉先与硝酸银溶液反应   ②锌粉先与硝酸银溶液反应
【设计实验】①小晗取一定量铜粉和锌粉的混合物，放入少量的硝酸银溶液中，溶液的颜色没有发生变化，由此推断：铜粉与硝酸银溶液没有（填“发生”或“没发生”）反应．然后再向反应后的混合物中加入稀硫酸，发现无气泡产生，由此推断：锌粉与硝酸银溶液发生（填“发生”或“没发生”）反应．
②小晗再取同样的铁粉和锌粉混合物放入较多量的硝酸银溶液中，看到溶液变成蓝色，由此推断铜粉与硝酸银溶液发生（填“发生”或“没发生”）反应．
【分析并得出结论】综合上述实验现象可知，铜粉与锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，锌粉优先与硝酸银溶液反应．
【反思】小晗分析得到蓝色溶液，对溶液中所含的溶质做出多种猜想，其中有两种猜想可能成立，这两种猜想是：①溶质为硝酸锌和硝酸铜；②溶质为硝酸锌、硝酸铜和硝酸银．
（4）在探究实验后，为了测定某稀硫酸的质量分数，他们取铜粉和锌粉的混合物10克放入烧杯中，再取60克稀硫酸分6次加入烧杯中，均充分反应，实验数据如下：

次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次	第6次
加入稀硫酸的质量（g）	10	10	10	10	10	10
剩余固体的质量 （g）	9.35	8.70	8.05	7.40	6.75	6.75

根据上表提供的数据，求所用稀硫酸的质量分数．

Answer 1

分析 （1）根据铜能把银置换出来解答；
（2）利用差量法，把溶液作为一个整体，分析影响溶液质量的量有哪些，再根据金属活动性顺序及各物质发生化学反应时的质量关系来分析解答；
（3）利用金属活动性顺序的应用解答问题，特别是金属活动性强的尽金属能把金属活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来的规律；
（4）前五次每次消耗固体的质量为0.65g，所以第五次加入的硫酸被完全反应掉，比较第五次和第六次的数据可以知道，剩余固体的质量都为6.75g，即第六次加入的稀硫酸没有反应，可以据此求算出锌的质量，利用锌的质量结合化学方程式求算出稀硫酸的质量分数．

解答 解：
（1）铜与硝酸银反应的反应物是铜和硝酸银，生成物是银河硝酸铜，用观察法配平即可，其化学方程式为Cu+2AgNO₃═2Ag+Cu（NO₃）₂．
（2）把锌片放入硝酸银溶液中，锌能把银置换出来，由反应时的质量关系可知，每65份质量的锌可置换出216份质量的银，因此溶液的质量会减轻；
（3）【设计实验】①硝酸铜是蓝色溶液，所以依据溶液的颜色没有发生变化，由此推断铜粉与硝酸银溶液没有反应，铜、锌和银中只有锌能与稀硫酸反应生成氢气，所以加入稀硫酸，发现无气泡产生，推断剩余固体中不会有锌，从而可说明锌已经完全反应；
②硝酸铜是蓝色溶液，所以依据看到溶液变成蓝色，由此推断铜粉与硝酸银溶液已经发生了反应；
【反思】由于分析得到蓝色滤液中一定含有硝酸铜，所以根据优先置换原则，溶液中含一定含有硝酸锌，至于是否含有硝酸银则无法确定，因此溶质可能是①硝酸锌和硝酸铜；②硝酸锌、硝酸铜和硝酸银；
（4）比较第五次和第六次的数据可以知道，剩余固体的质量都为6.75g，可以说明该固体中锌的质量为：10g-6.75g=3.25g；
设稀硫酸中溶质质量为x
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65    98
3.25g  x
$\frac{65}{3.25g}=\frac{98}{x}$
x=4.9g
稀硫酸中溶质质量分数为$\frac{4.9g}{50g}$×100%=9.8%
故答案为：
（1）Cu+2AgNO₃═2Ag+Cu（NO₃）₂；
（2）变小；
（3）【设计实验】①没有；发生；
②发生；
【反思】硝酸锌和硝酸铜；硝酸锌、硝酸铜和硝酸银；
（4）所用稀硫酸的质量分数为9.8%．

点评 本题考查了金属活动性顺序的应用，完成此题，可以依据金属活动性顺序及其意义并结合反应前后物质的质量关系进行．