Question

19．黄铜是铜锌合金，铜质量分数为67%～70%．黄铜中锌含量越高硬度越大．某兴趣小组对纯铜和黄铜进行以下探究．
[实验Ⅰ]区别纯铜和黄铜
方法一：将黄铜片和纯铜片互相划
（1）观察到纯铜表明由刻痕，说明纯铜硬度小于（填“大于”或“小于”）黄铜．
方法二：在纯铜和黄铜中分别加入稀硫酸
（2）观察到有气泡产生的是黄铜，反应的化学方程式是Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
[实验Ⅱ]比较黄铜与纯铜抗锈蚀能力
资料：铜锈蚀是铜与空气中的O₂、H₂O、CO₂作用生成Cu₂（OH）₂CO₃（绿色固体）．
该兴趣小组设计了如图甲所示两个实验方案

（3）方案一存在的问题是没有在相同条件下进行对比实验．
（4）小组同学按方案二进行实验，一段时间后发现B试管固体表面出现绿色较为明显．由此可知黄铜（填“黄铜”或“纯铜”）抗锈蚀性较强．
[实验Ⅲ]测定黄铜中铜的质量分数
方法一：利用如图乙所示实验测定黄铜中铜的质量分数

（5）将④的锥形瓶中固体和溶液分离的操作名称是过滤，所得固体经洗涤、干燥、称量，质量为1.35g．
（6）计算黄铜中铜的质量分数为67.5%．
方法二：利用如图丙所示实验测定黄铜中铜的质量分数
电子秤
 
（7）根据电子秤读数，可得黄铜样品粉末与稀硫酸反应生成氢气0.03g．
（8）方法二测得黄铜中铜的质量分数明显偏低，可能原因是氢气将水蒸气带出（写一种）．

Answer 1

分析 （1）根据合金的特点分析；
（2）根据黄铜是铜和锌的合金分析；
（3）根据对照实验的变量的唯一性分析；
（4）根据实验现象分析；
（5）过滤可将固体和液体分离；
（6）黄铜中铜的质量分数=$\frac{铜的质量}{黄铜的质量}$×100%；
（7）根据质量守恒定律分析；
（8）根据黄铜中铜的质量分数的公式分析．

解答 解：（1）纯铜片上留下了较深的划痕，说明黄铜的硬度比纯铜大，
（2）铜不能和酸发生反应，而锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌，化学方程式为：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（3）比较黄铜与纯铜的抗锈蚀性能，需要采取控制变量法，即除黄铜和纯铜不同职位，其他的条件必须相同，方案一中两物质所处的环境不同，无法比较抗腐蚀性能是否相同；
（4）B试管中盛放的是纯铜，表明绿色较明显说明纯铜腐蚀严重，则黄铜的抗腐蚀性较强．
（5）实验室中将固体和液体分离的操作是过滤；
（6）黄铜中铜的质量分数为$\frac{1.35g}{2g}×100%=67.5%$；
（7）根据反应前后物质的总质量不变，产生氢气的质量为2g+10g+80g-91.97g=0.03g
（8）方法二中水蒸气被氢气带出装置外，导致装置减少的质量偏大，所以计算得到锌的质量偏大，即铜的质量分数偏小．
故答案为：
（1）小于；
（2）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（3）没有在相同条件下进行对比实验（或其他合理答案）；
（4）黄铜；
（5）过滤；
（6）67.5%；
（7）0.03；
（8）氢气将水蒸气带出（或水蒸发）．

点评 化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分，也是进行分析推理得出结论的依据，掌握物质的性质和相互之间的反应关系，并有助于提高观察、实验能力．