Question

5．某化學(xué)小組利用如圖所示裝置測(cè)定銅鋅合金樣品中銅和鋅的含量及其性質(zhì)進(jìn)行探究（圖中固定裝置已略去）．探究過(guò)程如下：
一、測(cè)氣法
【實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)】
連接實(shí)驗(yàn)裝置并檢查裝置氣密性
Ⅱ．向B中加入質(zhì)量為m的銅鋅合金粉末，由注射器A向B緩緩加入稀硫酸，待B中不再有氣體產(chǎn)生氣體時(shí)，夾緊彈簧夾，立即移出D中導(dǎo)管，準(zhǔn)確讀取并記錄量筒內(nèi)水的體積．
III．該小組的乙同學(xué)認(rèn)定量筒內(nèi)測(cè)得水的體積即為反應(yīng)后生成氣體的體積，并利用該氣體在常溫下的密度，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得到樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑．
（2）過(guò)誤差分析，化學(xué)小組發(fā)現(xiàn)乙同學(xué)所用數(shù)據(jù)不可靠．造成該數(shù)據(jù)不可靠的原因及其對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響是：
①I(mǎi)I中，移出D中的導(dǎo)管內(nèi)留存有水，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏小．
②未等裝置B冷卻就讀取D中數(shù)據(jù)．
導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大
③金屬與酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，如果不冷卻就直接測(cè)量，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大，計(jì)算結(jié)果也會(huì)偏大．
【延伸】
（3）用這套裝置不可以（填“可以”或“不可以”）測(cè)定大理石樣品中碳酸鈣的含量，理由是二氧化碳溶于水，會(huì)使測(cè)量值有誤差．
二、測(cè)量固體減輕法
【實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)】
現(xiàn)有A、B兩組實(shí)驗(yàn)方案：
A．準(zhǔn)確稱(chēng)量銅鋅合金樣品的質(zhì)量mg，加入足量的稀鹽酸充分?jǐn)嚢璨⑦^(guò)濾，然后洗滌、烘干并稱(chēng)重所得的固體的質(zhì)量為ag．
B．準(zhǔn)確稱(chēng)量銅鋅合金樣品的質(zhì)量mg，加入足量的CuSO₄溶液后攪拌并過(guò)濾，然后洗滌、烘干并稱(chēng)重所得的固體的質(zhì)量為ag．
（1）兩種方案，你認(rèn)為不能達(dá)到目的是B（填“A”或“B”），理由是生成的銅覆蓋在鐵屑表面，導(dǎo)致鐵不能全部反應(yīng)．（2）在你所選取的方案中，若采用加熱烘干的方式來(lái)干燥濾渣，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小（填“偏大”“偏小”“不變”或“無(wú)法判斷”）．學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下又用此法對(duì)黃銅中銅和鋅的含量及其性質(zhì)展開(kāi)了探究．
【探究實(shí)驗(yàn)】
1．先將黃銅在熱堿液中浸泡一段時(shí)間，以除去表面的油污．然后再放在稀鹽酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化膜．用蒸餾水清洗干凈，干燥，取少量研碎，稱(chēng)取質(zhì)量為ag．
2．將ag 試樣放入小燒杯中，加入足量稀鹽酸，攪拌使其充分反應(yīng)．
3．將小燒杯中的混合物過(guò)濾，洗滌，干燥（ 請(qǐng)將此實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整）．
4．稱(chēng)取固體的質(zhì)量為bg．
5．計(jì)算出黃銅中鋅和銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【反思與評(píng)價(jià)】
①在步驟1 中，若試樣用蒸餾水洗滌之后，不干燥，則計(jì)算出合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏大（填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）
②在步驟2中，所加試劑如果不足，則計(jì)算出合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不受影響”）
三、拓展探究
【查閱資料】
HCl+AgNO₃=AgCl↓+HNO₃，AgCl是一種白色沉淀，這個(gè)反應(yīng)在化學(xué)上用于檢驗(yàn)和鑒別．
1．重復(fù)【探究實(shí)驗(yàn)】步驟1．
2．將ag 試樣放入一定量的硝酸銀溶液中，使其充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到固體和藍(lán)色濾液，并對(duì)濾液的組成進(jìn)行探究：
（1）鋅和硝酸鹽溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是Zn+2AgN0₃=Zn（N0₃）₂+2Ag．
（2）同學(xué)們對(duì)藍(lán)色濾液中所含的溶質(zhì)做出多種猜想，其中只有兩種猜想可能成立，這兩種猜想是：①溶質(zhì)為硝酸鋅和硝酸銅；②溶質(zhì)為硝酸鋅、硝酸銅和硝酸銀．
（3）設(shè)計(jì)兩種實(shí)驗(yàn)方案來(lái)驗(yàn)證以上猜想．

方案	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案一	取少量濾液于試管中，在濾液中插入一根鐵絲	鐵絲表面有銀白色固體析出	猜想②成立
		鐵絲表面無(wú)變化	猜想①成立
方案二	取少量濾液于試管中，滴加幾 滴稀鹽酸	生成白色沉淀	猜想②成立
		濾液無(wú)明顯變化	猜想①成立

Answer 1

分析 一、測(cè)氣法
（1）根據(jù)鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)二氧化碳易溶于水進(jìn)行分析；
二、測(cè)量固體減輕法
（1）根據(jù)生成的銅能夠附著在鐵的表面會(huì)阻礙反應(yīng)的進(jìn)行分析解答；
（2）根據(jù)洗滌操作以及加熱銅能夠和氧氣反應(yīng)的知識(shí)分析解答；
【探究實(shí)驗(yàn)】1根據(jù)金屬易于空氣中的氧氣反應(yīng)，在金屬的表面形成一層氧化膜進(jìn)行分析；
3根據(jù)從溶液中過(guò)濾出的物質(zhì)的表面一般沾有溶液進(jìn)行分析；
【反思與評(píng)價(jià)】根據(jù)在步驟1中，若試樣用蒸餾水洗滌之后，不干燥，則使稱(chēng)量的混合物的質(zhì)量增加，如果減去銅的質(zhì)量后，鋅的質(zhì)量增大，最后分析對(duì)計(jì)算出合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響；
【拓展探究】（1）根據(jù)鋅和硝酸鹽溶液反應(yīng)寫(xiě)出反應(yīng)的方程式；
（2）根據(jù)鋅、銅與硝酸銀溶液的反應(yīng)進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)稀鹽酸（或其他氯化物溶液）與硝酸銀的反應(yīng)分析溶液中的溶質(zhì)．

解答 解：一、測(cè)氣法
（1）鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）由于鋅與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣時(shí)，放出熱量，如果沒(méi)等冷卻到室溫，根據(jù)熱漲冷縮的原理可知進(jìn)入量筒中水偏多，所以誤認(rèn)為得到的氫氣多，計(jì)算的結(jié)果就偏大；
（3）用這套裝置不可以測(cè)定大理石樣品中碳酸鈣的含量，理由是：二氧化碳溶于水，會(huì)使測(cè)量值有誤差；
二、測(cè)量固體減輕法
（1）通過(guò)分析可知，B方案難以達(dá)到目的，其理由是：生成的銅覆蓋在鐵屑表面，導(dǎo)致鐵不能全部反應(yīng)；
（2）若用加熱的方式烘干濾渣，銅和氧氣在加熱的條件下生成氧化銅，因此會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。�
【探究實(shí)驗(yàn)】
1、由于金屬易于空氣中的氧氣反應(yīng)，在金屬的表面形成一層氧化膜，所以將黃銅在放在稀鹽酸中浸泡片刻，其目的是：除去合金表面的氧化膜；
3、由于從溶液中過(guò)濾出的物質(zhì)的表面一般沾有溶液，所以將過(guò)濾出的物質(zhì)需要進(jìn)行洗滌、干燥；
【反思與評(píng)價(jià)】
①在步驟1中，若試樣用蒸餾水洗滌之后，不干燥，稱(chēng)量的a值偏大，求出鋅的質(zhì)量偏大，則計(jì)算出合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏大；
②在步驟2中，所加試劑如果不足，稱(chēng)量的a值偏小，求出鋅的質(zhì)量偏小，則計(jì)算出合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏小；
【拓展探究】（1）鋅和硝酸鹽溶液反應(yīng)寫(xiě)出反應(yīng)的方程式是：Zn+2AgN0₃=Zn（N0₃）₂+2Ag．
（2）將黃銅放入一定量的硝酸銀溶液中，鋅先與硝酸銀反應(yīng)，當(dāng)鋅反應(yīng)完后，銅再與硝酸銀反應(yīng)．當(dāng)鋅的量不足時(shí)，溶液中的溶質(zhì)可能有：硝酸鋅和硝酸銅或硝酸鋅、硝酸銅和硝酸銀；
（3）方案一：取少量濾液于試管中，在濾液中插入一根鐵絲，如果鐵絲表面無(wú)變化，說(shuō)明了溶液中無(wú)硝酸銀，則猜想①成立；如果鐵絲表面有銀白色固體析出，說(shuō)明了溶液中有硝酸銀，則猜想②成立；
方案二：可以根據(jù)稀鹽酸與硝酸銀的反應(yīng)鑒別溶液中是否含有硝酸銀，所以，取少量濾液于試管中，滴加幾滴稀鹽酸，如果濾液無(wú)明顯變化，說(shuō)明了溶液中無(wú)硝酸銀，則猜想①成立；如果生成白色沉淀，說(shuō)明了溶液中有硝酸銀，則猜想②成立．

方案	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案一	取少量濾液于試管中，在濾液中插入一根鐵絲	鐵絲表面有銀白色固體析出	猜想②成立
		鐵絲表面無(wú)變化	猜想①成立
方案二	取少量濾液于試管中，滴加幾 滴稀鹽酸	生成白色沉淀	猜想②成立
		濾液無(wú)明顯變化	猜想①成立

故答案為：一、測(cè)氣法
（1）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）大；
（3）不可以，二氧化碳溶于水，會(huì)使測(cè)量值有誤差；
二、測(cè)量固體減輕法
（1）生成的銅覆蓋在鐵屑表面，導(dǎo)致鐵不能全部反應(yīng)；
（2）偏��；
【探究實(shí)驗(yàn)】
1、除去合金表面的氧化膜；
3、洗滌、干燥；
【反思與評(píng)價(jià)】
①偏大；
②偏��；
【拓展探究】（1）Zn+2AgN0₃=Zn（N0₃）₂+2Ag．
（2）硝酸鋅和硝酸銅或硝酸鋅、硝酸銅和硝酸銀；
（3）

方案	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案一		鐵絲表面有銀白色固體析出
		鐵絲表面無(wú)變化
方案二	取少量濾液于試管中，滴加幾 滴稀鹽酸	生成白色沉淀
		濾液無(wú)明顯變化

點(diǎn)評(píng) 在解此類(lèi)題時(shí)，首先要會(huì)根據(jù)物質(zhì)質(zhì)量的多少進(jìn)行正確的猜想，然后根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)選擇有特征的實(shí)驗(yàn)選擇試劑進(jìn)行驗(yàn)證．