Question

12．根据给出的药品和实验装置，设计一个实验，粗略测定由铜和锌两种金属组成的合金--黄铜中锌的质量分数（黄铜已加工成粉末）．
药品：稀硫酸、浓硫酸、氧化铜．
实验装置：如图所示，另有托盘天平可用．

根据你设计的实验方案回答下列问题：
（1）你选用的药品是稀硫酸．
（2）你选用的实验装置有（填装置编号）AEF．若需要组装，则装置连接的顺序是（用装置接口处的编号表示）①⑨⑧⑦（若不需要组装，则不填）．
（3）称取a g黄铜粉末样品进行实验，实验中你测定的其他有效数据是A
A、生成H₂的体积b L（已折算为标准状况）B、反应前仪器和药品的质量c g
C、反应后剩余固体的质量d gD、反应后仪器和药品的质量e g
（4）计算合金中锌的质量分数$\frac{65b}{22.4a}$×100%．

Answer 1

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；
（3）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；
（4）称取a g黄铜粉末样品进行实验，测定生成H₂的体积b L（折算为标准状况），计算生成氢气物质的量得到合金中锌的物质的量，计算得到质量分数．

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）选用的实验装置AEF，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：AFE，装置接口处的编号表示连接顺序为①⑨⑧⑦，
故答案为：AEF； ①⑨⑧⑦；
（3）称取a g黄铜粉末样品进行实验，实验中你测定的其他有效数据是生成H₂的体积b L（已折算为标准状况），故选A，故答案为：A；
（4）称取a g黄铜粉末样品进行实验，实验中你测定的其他有效数据是生成H₂的体积b L（已折算为标准状况），Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，生成氢气物质的量n=$\frac{bL}{22.4L/mol}$=$\frac{b}{22.4}$mol，
合金中锌的质量分数=$\frac{\frac{b}{22.4}mol×65g/mol}{ag}$×100%=$\frac{65b}{22.4a}$×100%，
故答案为：$\frac{65b}{22.4a}$×100%．

点评 本题考查了探究物质的组成或含量的测定，题目难度中等，明确测量原理是解本题关键，注意掌握化学实验基本操作方法及综合应用，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．