Question

1．某同学利用日常生活中常见的用品制作了一套如图装置，用该装置对粗锌样品进行实验．
请帮助完成下列实验报告．
（一）实验目的：测定粗锌的纯度．
（二）实验用品：托盘大半、药水瓶、铜网、钢丝、饮料瓶．粗锌、稀盐酸、碱石灰（CaO和NaOH）
（三）实验步骤

实验内容和步骤	实验现象	结论 （或化学方程式）
①称量10．Og粗锌放在铜网中，按图示装置组装后，称得仪器和药品总质量为120．Og
②将铜网插入足量稀盐酸中，充分反应	有气泡产生	发生的化学方程式： Zn+2HC1=ZnC12+H2↑
③反应完全后，称得装置总质量为119.8g		产生的H2的质量为0.2g，粗锌的纯度为65%．

（四）问题探究：（说明：不考虑空气中CO₂和H₂O对实验的影响．）
（1）该实验中碱石灰的作用是防止饮料瓶中水蒸气和HCl气体随H₂逸出，若去掉碱石灰，则所测定的粗锌纯度偏大  （填“偏大”、“偏小“、“无影响“）．
（2）若只将粗锌换成石灰石，原实验方案能否用于石灰石样品纯度的测定不能（填“能“或“不能”），理由是CO₂会被碱石灰吸收不能逸出．
（3）若将图中药水瓶改成直导管、粗锌换成纯锌，用原方案测定锌的相对原子质量，则结果偏小．（填“偏大”、“偏小“、“无影响”）

Answer 1

分析 （一）根据题目信息和实验步骤的数据可知实验目的．
（三）锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气；质量的变化值就是氢气的质量，然后可以算出锌的质量．
（四）（1）氢气的质量是前后的质量的变化值，所以一定要防止其他物质出去，盐酸具有挥发性，碱石灰可以和盐酸反应，这样变化值就不会改变．没有碱石灰，氯化氢气体就会出去，导致质量的变化值增大，算出的锌的质量也会增大．
（2）碳酸钙和盐酸生成二氧化碳，二氧化碳会被碱石灰吸收，所以质量的变化值为零．
（3）没有碱石灰，氯化氢气体就会出去，导致质量的变化值增大，算出的锌的相对原子质量就会偏小．

解答 解：（一）根据题目信息和步骤数据，我们可以算出氢气和锌的质量，故答案为：粗锌的纯度．
（三）②锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，注意化学方程式的配平和气体符号，故答案为：有气泡产生；Zn+2HC1=ZnC1₂+H₂↑；
③根据化学反应，反应前后只有氢气可以出去，因此质量的变化值是氢气的质量，即氢气的质量=120-119.8=0.2克．
设生成0.2克氢气需要锌的质量是X．
Zn+2HC1=ZnC1₂+H₂↑
65            2
X            0.2g
$\frac{65}{2}=\frac{X}{0.2g}$
X=6.5g
∴粗锌的纯度=$\frac{6.5g}{10g}$×100%═65%．
故答案为：0.2，65%．
（四）（1）氢气的质量是前后的质量的变化值，所以一定要防止其他物质出去，盐酸具有挥发性，碱石灰可以和盐酸反应，这样变化值就不会改变．没有碱石灰，氯化氢气体就会出去，导致质量的变化值增大，算出的锌的质量也会增大．故答案为：防止饮料瓶中水蒸气和HCl气体随H₂逸出，偏大．
（2）碳酸钙和盐酸生成二氧化碳，二氧化碳会被碱石灰吸收，所以质量的变化值为零．故答案为：不能，CO₂会被碱石灰吸收不能逸出．
（3）没有碱石灰，氯化氢气体就会出去，导致质量的变化值增大，即氢气的质量就变大，设氢气的质量是W，锌的相对原子质量是Y．
Zn+2HC1=ZnC1₂+H₂↑
Y             2
10g          W
$\frac{Y}{2}=\frac{10g}{W}$
得：Y=$\frac{20}{W}$
从表达式可以看出，W（氢气的质量）越大，则Y（锌的相对原子质量）就越小，故答案为：偏小．

点评 首先知道质量的变化值就是氢气的质量，然后写出化学方程式计算即可，学会判断“偏大”和“偏小”的分析方法．