题目内容

14．天然气作为清洁能源已成为我国现代化城市的首选燃料，LNG船是低温运输天然气的专用船舶，被喻为世界造船“皇冠上的明珠”．某兴趣小组的同学围绕着船舶使用的金属材料进行了研究．
【阅读与思考】
（1）在焊接不锈钢管道时，通常要使用氩气作保护气，这是因为氩气的化学性质稳定．
（2）金属在海水中易生锈腐蚀．造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌另外一种金属．利用该金属与铁的活动性的不同，保护铁不易被腐蚀．
【研究课题1】一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，哪种金属先被腐蚀呢？
【实验设计1】将打磨后的金属片进行如图1所示的实验，放置一段时间后将观察到的现象及分析填入下表
现象分析
甲中：铝片表面出现灰白色物质，铁片表面几乎没有明显现象铝与铁在潮湿的环境中接触，铁首先被腐蚀．
乙中：铁片表面出现红棕色固体，铜片表面几乎没有明显现象．铁与铜在潮湿的环境中接触，铁首先被腐蚀．
【得出结论】一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性较强填“强”或“弱”）的金属首先被腐蚀．
【知识应用】造船工业为避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属是D（填编号）
A．银块     B．铜块      C．锡块          D．锌块
（3）LNG船还使用了大量的锌铜合金．
【研究课题2】测定锌铜合金中锌、铜的质量分数
【实验设计2】进行如图2所示的实验．
（1）图中量气管和水准管可用来测量气体体积，为准确测量氢气的体积，在读取量气管中液面读数的过程中，应注意AB（填字母）．
A．读数时视线与凹液面最低处相平
B．读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数
C．保持水准管静止，待水准管中液面不再上升时再读数
（2）实验前，将已经打磨过的块状锌铜合金加工成碎屑，其目的是：增大和稀硫酸的接触面积，加快反应速度．
（3）实验操作步骤：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再次检查装置的气密性，记录量气管的液面位置为5mL，由A向B滴加足量试剂，待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录量气管的液面位置为85mL；将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，用电子天平称其质量为0.416克．
【数据处理】该实验条件下，氢气的密度是0.09g•L-1．根据上述的数据计算锌铜合金中铜的质量分数．（请写出计算过程）
【误差分析】如果操作规范，计算正确，但通过本方案测出的铜的质量分数计算值总是低于真实值，其主要原因是：①加入的稀硫酸占有一定的体积；②有一部分氢气留在试管和导管中．

分析 【阅读与思考】
（1）根据氩气的化学性质稳定可做氩气的保护气解答；
【实验设计1】根据实验现象分析实验结论；根据结论分析实验现象；
【得出结论】根据实验设计甲中的现象和分析得出结论；
【知识应用】根据一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性较强的金属先被腐蚀解答；
【实验设计2】
（1）在测量氢气体积时，为了使测量更为准确，要注意上下移动水准管，使左右两管的液面相平，以使量气管中的气压与大气气压相等，读数时视线应与左管内凹液面最低处相平，以减少观察误差；
（2）锌铜合金加工成碎屑，和稀硫酸的接触面积增大，可以加快反应速度；
【数据处理】铜锌合金与稀硫酸反应产生氢气的体积为85mL，则氢气的质量=0.085L×0.09g/L=0.00765g，求出合金中锌的质量，剩余固体就是铜，再加上剩余固体的质量就是合金的质量，从而可以求得铜的质量分数；
【误差分析】利用上述实验装置，测量结果总会偏小，原因是有一部分氢气留在试管和导管中．

解答 解：（1）氩气的化学性质稳定可做氩气的保护气；故答案：稳定；
【实验设计1】甲中：铝片表面出现灰白色物质，铁片表面几乎没有明显现象，说明铝与铁在潮湿的环境中接触，铝首先被腐蚀，故答案：铝；
乙中：铁先被腐蚀，所以现象是铁的表面出现红棕色固体；故答案：红棕色固体；
【得出结论】一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性较强的金属首先被腐蚀．
故答为：强．
【知识应用】由上述结论可知，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性较强的金属先被腐蚀，所以要选用金属活动性比铁强的金属锌；
故答案：D；
【实验设计2】
（1）读数时，要注意视线应于量气管凹液面的最低处保持水平；每次读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数是为了防止水的压强造成的误差；
故选AB．
（2）锌铜合金加工成碎屑，和稀硫酸的接触面积增大，可以加快反应速度．
故答案：增大和稀硫酸的接触面积，加快反应速度；
【数据处理】铜锌合金与稀硫酸反应产生氢气的体积为85mL-5mL=80mL，则氢气的质量=0.08L×0.09g/L=0.0072g，
设和稀硫酸反应的合金中锌的质量为x
    Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
    65             2
    x            0.0072g
   $\frac{65}{2}=\frac{x}{0.0072g}$ 解得：x=0.234g
合金的质量为0.234g+0.416g=0.65g
所以合金中锌的质量分数为：$\frac{0.234g}{0.65g}$×100%=36%，则锌铜合金中铜的质量分数1-36%=64%
答：锌铜合金中铜的质量分数64%．
【误差分析】利用上述实验装置，测量结果总会偏小，原因是有一部分氢气留在试管和导管中．
故答案为：有一部分氢气留在试管和导管中．

点评 本题探究了铜锌合金中铜和锌的质量分数的测定，完成此题，可以依据铜和锌的性质，根据题干提供的信息进行．本题还考查了量气的方法，关键是把握实验原理和操作方法，注重压强知识的运用及读数的方法．

练习册系列答案
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4．导致人体煤气中毒的物质是（　　）
A．一氧化碳B．二氧化碳C．甲烷D．二氧化硫
5．利用微粒的知识解释：
（1）湿衣服晾在太阳下容易干，是因为阳光下温度高，水分子的运动速率加快；
（2）在很远的地方可以闻到花的香味，这是因为分子是在不断运动的；
（3）可以将大量的氧气压缩到一定体积的蓝色钢瓶中，是因为分子间有间隔，气体受压后，分子间隔变小．
2．某同学在家中找到一种白色粉末，到学校实验室进行实验，实验过程与现象如下：

对此粉末成分判断正确的是（　　）
A．该粉末一定是碳酸钙
B．该粉末可能是碳酸钠或生石灰
C．该粉末一定是一种碱
D．该粉末中含有碳酸根或碳酸氢根离子
9．水是生命之源，通过化学学习，我们进一步认识到水的重要作用．
（1）自然界的水常遭到污染，污染物中氮和磷含量过高会造成“赤潮”或“水华”现象．这里的“氮和磷”是指A（填字母）
A．元素        B．原子        C．离子      D．分子
（2）自然界的水硬度较高，需要经过：①煮沸  ②消毒  ③过滤  ④自然沉降等净化过程，其中处理顺序合理的是④③②①．生活中降低水硬度的方法是煮沸．要制取纯度较高的水，实验室应采取的方法是蒸馏．
19．医疗上颇为流行的“理疗特效热”，就是利用铁缓慢氧化放出均匀、稳定的热，使患处保持温热状态． 56g铁完全被氧化而生成氧化铁，需要氧气的质量是（　　）
A．16gB．21gC．24gD．32g
6．如图是一个验证水的组成的装置．A、B是两个连通并带有刻度的玻璃管（上端是带开关的尖嘴管），C为连接在A、B中间的长颈漏斗，A、B下端是与直流电源相连的两个电极．在向上装置倒入水前开关均为关闭状态．按下列的实验步骤填空：
（1）向装置倒入水的操作是先将开关打开，然后从C处倒入装置中．
（2）打开电源开关，几分钟后在A、B管中生成和气体的体积如图所示．则A管中的气体是氧气．证明A管中的气体的最简便的方法是带火星木条检验，能使带火星的木条复燃．仪器内发生反应的化学方程式是2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑．
（3）进行该实验时，常在水中加少量稀硫酸，目的是增强水的导电性．
（4）通过该实验，可以得出的结论是水是由氢氧两种元素组成的．
3．下列说法完全正确的是（　　）
A．氖气的化学式--Ne2硅的元素符号--Si   2个氮气分子--2N2
B．决定元素和原子种类--质子数    决定元素的化学性质--最外层电子数      决定元素周期表元素排列顺序--质子数
C．铁--由分子构成二氧化碳--由原子构成  氯化钠--由离子构成
D．分子--化学变化中的最小粒子    原子--保持物质化学性质的最小粒子      离子--带电的原子
4．某化学兴趣小组以木炭和浓硝酸为起始原料，通过如图所示装置（夹持装置已经略去）进行实验，探究Na2O2与NO反应的产物．查阅资料：
①NO不与碱反应，可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸．
②在酸性溶液中，NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成．
③2NaNO3?2NaNO2+O2↑．

实验步骤如下：
Ⅰ仪器组装完毕，检查装置的气密性，加入试剂．打开弹簧夹，通入N2一段时间后，关闭弹簧夹．
Ⅱ打开分液漏斗活塞，滴入浓HNO3，点燃酒精灯．
回答下列问题：
（1）步骤Ⅰ通入N2的目的是避免装置中的空气导致产品不纯；
（2）甲同学认为A中若有红棕色气体产生就说明木炭与浓硝酸发生了反应，乙同学认为甲同学的结论是错误的，他的理由是浓硝酸受热也会分解生成红棕色的二氧化氮气体．

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