Question

实验室有黄铜（铜和锌两种金属的混合物）粉末．课外化学兴趣小组欲利用给出的实验仪器及试剂，测定该样品中锌的质量分数．
Ⅰ．除托盘天平必用外，供选择的实验装置如图所示：

Ⅱ．实验中可测得的数据：
黄铜的质量a g；充分反应后在标准状况下生成氢气的体积为b L；反应前仪器和药品的质量为c g；充分反应后剩余固体的质量为d g；充分反应后仪器和药品的质量为e g．
（1）实验中可供选择的药品除样品外，还有：足量的浓硫酸、足量的稀硫酸、氧化铜，你认为一定要用到的药品是

 

．
（2）甲同学实验中使用了A、E、F三种装置，组装时接口编号的连接顺序为：

 

，实验结束时读数时应注意

 

，写出合金中锌的质量分数的计算式

 

．
（3）乙同学实验中测得数据为：黄铜的质量a g；充分反应后剩余固体的质量为d g．他在实验中使用了上图中

 

装置（填序号A…）．
（4）丙同学实验中只使用了A装置，他需要测得的实验数据（从上述Ⅱ可测得的数据中选取，用符号a…表示）：

 

，但用该数据求算的结果可能会有误差．
（5）丁同学设计了另一种测定方法，他考虑使用A、C、D三种装置，并使用了足量的稀硫酸和氧化铜两种试剂，除测定黄铜的质量a g外，还测定C装置反应前仪器和药品的质量为c g、充分反应后仪器和药品的质量为e g．他

 

填“能”或“不能”）测定出合金中锌的质量分数，因为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：利用锌与稀硫酸反应生成氢气，并通过排水法测定生成的氢气的体积来计算混合物中的锌的量，从而测定该样品中锌的质量分数，所以选择的仪器连接顺序为①⑨⑧⑦，据此分析解答；
（1）要使锌发生反应生成氢气，则实验时必须用到的化学试剂是稀硫酸；
（2）根据发生装置、排水装置、收集装置进行排序；实验结束时读数时应注意恢复至室温、调节E、F中液面相平、视线与E中凹液面相切；根据氢气的体积计算锌的质量，再根据质量分数公式计算锌的质量分数；
（3）乙同学实验中测得的数据为a和e，说明乙同学能得到反应后的固体质量；
（4）丙同学实验中只选用了A装置，要想得到锌的质量，必须知道样品质量、反应前仪器和药品的总质量、充分反应后仪器和药品的总质量；
（5）氢气不能完全和氧化铜反应，导致氢气的量不准确．

解答： 解：（1）要想分离铜和锌，只能根据两种金属的活泼性不同，使活泼金属和酸反应，另一种金属和酸不反应，不仅能将两种金属分开，还能根据反应计算锌的质量，则实验时必须用到的化学试剂为稀硫酸，故答案为：稀硫酸；
（2）根据发生装置、排水装置、收集装置进行排序，且排水装置中短管进气长管排水，所以其排列顺序为：①⑨⑧⑦；实验结束时读数时应注意恢复至室温、调节E、F中液面相平、视线与E中凹液面相切；根据氢气的体积可以得到锌的质量，再根据质量分数公式得锌的质量分数=

bL 22.4L/mol ×65g/mol

a

=

65b

22.4a

，
故答案为：①⑨⑧⑦；恢复至室温、调节E、F中液面相平、视线与E中凹液面相切；

65b

22.4a

；
（3）乙同学实验中测得的数据为a和e，说明乙同学能得到反应后的固体质量，要想得到反应后的固体必须采用过滤的方法制取，过滤过程中要用玻璃棒引流，所以他使用的实验装置有AGH，故答案为：AGH；
（4）丙同学实验中只选用了A装置，说明他只能知道A装置反应前后的质量和样品的质量，他要测得的数据有a、c、e，故答案为：a、c、e；
（5）用氢气还原氧化铜时，首先要通氢排除装置中的氧气，反应后还要通氢防止铜被氧化，所以导致氢气的量测量不准，则无法计算锌的质量，所以不能，
故答案为：不能；因为氢气还原氧化铜时，排除装置中的空气及冷却装置都要消耗氢气，而且部分氢气未反应即排出，所以不可能通过计算得出氢气的产量，也无法计算锌的质量．

点评：本题考查了探究物质的组成或含量的测定，明确测量原理是解本题关键，知道氢气还原氧化铜的操作步骤，难度较大．