Question

10．某校学生学习金属后做如下探究：
①用一定量AgNO₃溶液进行了如图甲实验．

Ⅰ．向固体乙上滴加盐酸没有气泡产生，则固体乙的组成是银或银和铜．
Ⅱ．溶液甲呈蓝色，溶液甲中一定含的溶质是Cu（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂．
使溶液呈蓝色的化学反应是Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag （写化学方程式），该反应的基本类型是置换反应．
②称取铜粉和锌粉混合物10.0克，逐滴滴入100克稀硫酸溶液，实验情况如图乙所示．
Ⅰ．混合物中Zn的物质的量是0.1mol．
Ⅱ．稀硫酸溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 ①根据金属活动性顺序及其运用分析．排在氢之前的金属可与稀盐酸或稀硫酸反应产生氢气，排在前面的金属（除钾、钙、钠外）可将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来结合实验的现象进行分析．
②根据题意，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气；由反应的实验情况图，完全反应后剩余固体的质量为3.5g，即铜锌合金样品中含铜的质量为3.5g；则锌的质量为10g-3.5g=6.5g；由参加反应的锌的质量，计算出参加反应硫酸的质量，进而可计算出所用稀硫酸溶液中溶质的质量分数．

解答 解：①实验后，溶液甲呈蓝色，说明含有铜盐，则锌粉不足，因此向固体乙上滴加盐酸时没有气泡产生；由金属活动性顺序及其运用可知，金属活动性Al＞Zn＞Cu＞Ag，所以锌粉优先与AgNO₃发生反应，铜粉后与AgNO₃发生反应，由于锌粉量的不足，没有把硝酸铜溶液中的铜置换出来，因此溶液甲一定含有反应生成的Zn （NO₃）₂和剩余的Cu（NO₃）₂，可能含有AgNO₃，滤渣中一定含有被置换出的银，可能含有铜，由以上分析可知，
Ⅰ．由于锌不足，因此向固体乙上滴加盐酸时没有气泡产生；固体乙中金属的成分是银或银和铜；
Ⅱ．溶液甲中一定含有的溶质是Cu（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂；使溶液呈蓝色的化学反应是Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag （写化学方程式），该反应的基本类型是置换反应；
②Ⅰ．由反应的实验情况图，完全反应后剩余固体的质量为3.5g，即铜锌合金样品中含铜的质量为3.5g，则锌的质量为10g-3.5g=6.5g，故混合物中Zn的物质的量是$\frac{6.5g}{65g/mol}$=0.1mol．
Ⅱ．设反应中消耗稀硫酸溶液中溶质的质量为x，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98
6.5g x
则$\frac{65}{98}=\frac{6.5g}{x}$，解得x=9.8g．
所用稀硫酸溶液中溶质的质量分数为：$\frac{9.8g}{50g}$×100%=19.6%．
答：所用稀硫酸溶液中溶质的质量分数是19.6%．
故答案为：
①Ⅰ． 银或银和铜．
Ⅱ． Cu（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂． Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag，置换反应．
②Ⅰ． 0.1．Ⅱ．19.6%

点评 本题考查了金属活动性顺序的运用，主要考查了对金属活动性顺序的应用和理解，培养学生的应用能力和解决问题的能力；掌握根据化学方程式的计算即可正确解答本题．