Question

12．某�；瘜W(xué)實驗小組準(zhǔn)備學(xué)習(xí)探究合金中某成分的測定方法．
【提出問題】如何利用黃銅（Cu-Zn合金）與稀硫酸反應(yīng)來測定黃銅中鋅的含量．
【實驗設(shè)計】通過下列兩個實驗分別測定H₂的質(zhì)量和體積：
【分析表達】（1）實驗I中，將小燒杯中的所有稀硫酸分幾次加入到大燒杯中，并不斷攪拌，判斷大燒杯中藥品完全反應(yīng)的實驗現(xiàn)象是不再產(chǎn)生氣泡；

（2）實驗II中，注射器的作用是注射10mL稀硫酸和收集氫氣．
該實驗操作是：先連接好裝置，再檢查裝置氣密性（填操作名稱），該操作的具體方法是將注射器活塞向內(nèi)（左）推動一段距離，松手后注射器活塞回到原來的位置；然后裝好藥品，最后將10mL稀硫酸快速推入燒瓶中，若稀硫酸是緩慢推入的，則可能造成的后果是燒瓶內(nèi)氣壓增大，稀硫酸難以完全推入燒瓶中或儀器連接處脫落．
【實驗記錄】（3）已知實驗I反應(yīng)前的總質(zhì)量[m（大燒杯+黃銅粉末）+m（小燒杯+稀硫酸）】，要計算生成H₂的質(zhì)量，至少還需要的數(shù)據(jù)是AC（填字母）；
A．m（小燒杯）  B．m（大燒杯）  C．m（大燒杯+反應(yīng)后剩余物）
（4）實驗II的實驗數(shù)據(jù)記錄如下（表中數(shù)據(jù)在相同溫度、相同壓強條件下測定）：

時間/min	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
注射器讀數(shù)/mL	60.0	85.0	88.0	89.0	89.5	89.8	89.9	90.0	90.0	90.0

根據(jù)以上實驗過程和數(shù)據(jù)綜合分析，最終生成H₂的體積是80.0 mL．
【數(shù)據(jù)處理】（5）若實驗II中黃銅的質(zhì)量是5g，lOmL稀硫酸過量，氫氣的密度為0.09g/lOOOmL．利用上表數(shù)據(jù)可計算出該黃銅中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.7%（精確至0.1%）
【反思評價】（6）黃銅的顏色非常接近18K金，有不法分子用黃銅冒充18K金行騙．你知道怎樣區(qū)別黃銅和黃金嗎？簡要說說鑒別方法方法一：分別向黃銅和黃金上滴加稀鹽酸或稀硫酸，產(chǎn)生氣泡的是黃銅，不產(chǎn)生氣泡的是黃金；
方法二：取黃銅和黃金分別在酒精燈火焰上灼燒，表面變黑的是黃銅，無明顯現(xiàn)象的是黃金．

Answer 1

分析 （1）黃銅中的銅不能和稀硫酸反應(yīng)，鋅能和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；
（2）凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結(jié)果；
若稀硫酸是緩慢推入的，稀硫酸和鋅反應(yīng)生成的氫氣會導(dǎo)致燒瓶內(nèi)氣壓增大，稀硫酸難以完全推入燒瓶中或儀器連接處脫落，影響實驗；
（3）實驗I反應(yīng)前后的質(zhì)量差即為反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量；
（4）根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以判斷反應(yīng)生成氫氣的體積；
（5）根據(jù)氫氣的密度和體積可以計算氫氣的質(zhì)量，根據(jù)氫氣的質(zhì)量和反應(yīng)的化學(xué)方程式可以計算黃銅中鋅的質(zhì)量，進一步可以計算出該黃銅中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（6）銅和金不能和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，鋅能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣；
在酒精燈火焰上加熱時，金無明顯現(xiàn)象，而黃銅中的銅能和空氣中的氧氣反應(yīng)生成黑色固體氧化銅．

解答 解：（1）實驗I中，將小燒杯中的所有稀硫酸分幾次加入到大燒杯中時，黃銅中的鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，產(chǎn)生氣泡，當(dāng)鋅完全反應(yīng)后，不再產(chǎn)生氣泡，因此判斷大燒杯中藥品完全反應(yīng)的實驗現(xiàn)象是不再產(chǎn)生氣泡．
故填：不再產(chǎn)生氣泡．
（2）實驗II中，實驗操作是：先連接好裝置，再檢查裝置氣密性，該操作的具體方法是：將注射器活塞向內(nèi)（左）推動一段距離，松手后注射器活塞回到原來的位置，說明裝置不漏氣；
最后將10mL稀硫酸快速推入燒瓶中，若稀硫酸是緩慢推入的，稀硫酸和鋅反應(yīng)生成的氫氣會導(dǎo)致燒瓶內(nèi)氣壓增大，則可能造成的后果是燒瓶內(nèi)氣壓增大，稀硫酸難以完全推入燒瓶中或儀器連接處脫落．
故填：檢查裝置氣密性；將注射器活塞向內(nèi)（左）推動一段距離，松手后注射器活塞回到原來的位置；燒瓶內(nèi)氣壓增大，稀硫酸難以完全推入燒瓶中或儀器連接處脫落．
（3）反應(yīng)前總質(zhì)量已知，如果知道小燒杯的質(zhì)量、大燒杯和反應(yīng)后剩余物的總質(zhì)量，則大燒杯和反應(yīng)后剩余物的總質(zhì)量與小燒杯的質(zhì)量和與反應(yīng)前總質(zhì)量的差即為反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量，因此要計算生成H₂的質(zhì)量，至少還需要的數(shù)據(jù)是m（小燒杯）、m（大燒杯+反應(yīng)后剩余物）．
故填：AC．
（4）反應(yīng)前注射器讀數(shù)是10mL，反應(yīng)后最終讀數(shù)是90.0mL，因此最終生成H₂的體積是：90.0mL-10mL=80.0mL．
故填：80.0．
（5）反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量為：0.09g/1000mL×80.0mL=0.0072g，
設(shè)黃銅中鋅的質(zhì)量為x，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，
65                           2
x                          0.0072g
$\frac{65}{x}$=$\frac{2}{0.0072g}$，
x=0.234g，
該黃銅中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.234g}{5g}$×100%=4.7%，
故填：4.7%．
（6）因為銅和金不能和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，鋅能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，在酒精燈火焰上加熱時，金無明顯現(xiàn)象，而黃銅中的銅能和空氣中的氧氣反應(yīng)生成黑色固體氧化銅，因此區(qū)別黃銅和黃金的方法是：方法一：分別向黃銅和黃金上滴加稀鹽酸或稀硫酸，產(chǎn)生氣泡的是黃銅，不產(chǎn)生氣泡的是黃金；
方法二：取黃銅和黃金分別在酒精燈火焰上灼燒，表面變黑的是黃銅，無明顯現(xiàn)象的是黃金．
故填：方法一：分別向黃銅和黃金上滴加稀鹽酸或稀硫酸，產(chǎn)生氣泡的是黃銅，不產(chǎn)生氣泡的是黃金；
方法二：取黃銅和黃金分別在酒精燈火焰上灼燒，表面變黑的是黃銅，無明顯現(xiàn)象的是黃金．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．