Question

某化學小組利用如圖所示裝置（圖中固定裝置已略去）測定銅鋅合金中鋅的質量分數(shù)．探究過程如下：
①連接實驗裝置并檢查裝置氣密性．
②向裝置Ⅰ中的錐形瓶加入2.0g的銅鋅合金樣品粉末，由注射器緩緩注入稀硫酸，待到錐形瓶中不再產(chǎn)生氣體時，準確讀取注射器內(nèi)讀數(shù)，減少10.5mL稀硫酸，同時立即夾緊彈簧夾，移出裝置Ⅲ中的導管，準確讀取量筒內(nèi)水的體積為214.0mL．（注：樣品中的雜質不參加反應）
③裝置Ⅰ中剩余固體物質經(jīng)過適當處理后，準確稱量其質量1.4g．
④該小組的三位同學利用實驗過程測得不同數(shù)據(jù)，計算銅鋅合金樣品中鋅的質量分數(shù)．
甲同學利用裝置Ⅰ中反應前后固體的質量進行計算；
乙同學利用裝置Ⅰ中加入稀硫酸的量進行計算；
丙同學利用裝置Ⅲ中量取水的體積進行計算，并查得：在標準狀況下，氫氣的密度為0.09g/L．
回答下列問題：
（1）裝置Ⅰ中反應的化學方程式為

 

，實驗過程中須加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體，目的是

 

．
（2）步驟③中稱量剩余固體之前的正確操作是

 

、洗滌、干燥．
（3）根據(jù)實驗測定的數(shù)據(jù)，上述三位同學中

 

（填“甲”、“乙”或“丙”）同學無法進行計算樣品中鋅的質量分數(shù)．
（4）化學小組同學發(fā)現(xiàn)：按照丙同學的方案進行計算，致使實驗結果出現(xiàn)較大偏差．以下因素可能造成偏差的有

 

（填標號）．
A．移出裝置Ⅲ時，導管內(nèi)留存了一部分水
B．實驗測量前，沒有排除裝置Ⅰ中的空氣
C．數(shù)據(jù)處理時，未排除加入稀硫酸所占的體積．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,金屬的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：（1）銅不能和稀硫酸反應，鋅能和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣；
（2）過濾可以把不溶于水的物質除去；
（3）根據(jù)提供的某些數(shù)據(jù)可以計算銅鋅合金中鋅的質量分數(shù)；
（4）如果操作不當，會影響實驗結果，甚至會導致實驗失�。�

解答：解：（1）裝置Ⅰ中反應的化學方程式為：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
實驗過程中須加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體，目的是使樣品中的鋅完全反應．
故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；使樣品中的鋅完全反應．
（2）步驟③中稱量剩余固體之前的正確操作是過濾、洗滌、干燥．
故填：過濾．
（3）可以利用裝置Ⅰ中反應前后固體的質量進行計算，反應后固體的質量即為銅的質量，根據(jù)銅的質量可以計算鋅的質量，進一步可以計算合金中鋅的質量分數(shù)；
不能利用裝置Ⅰ中加入稀硫酸的量進行計算，因為只知道稀硫酸的體積，不知道稀硫酸的質量分數(shù)，因此不能計算反應的硫酸質量，因此不能計算鋅的質量，即不能計算鋅的質量分數(shù)；
可以利用裝置Ⅲ中量取水的體積進行計算，收集的水的體積即為反應生成氫氣的體積，根據(jù)氫氣的體積和氫氣的密度可以計算氫氣的質量，根據(jù)氫氣的質量可以計算鋅的質量，進一步可以計算合金中鋅的質量分數(shù)．
故填：乙．
（4）A．移出裝置Ⅲ時，導管內(nèi)留存了一部分水，這樣會導致收集的水的體積偏小，從而使計算的氫氣質量偏小，進一步導致測定的鋅的質量分數(shù)偏��；
B．實驗測量前，沒有排除裝置Ⅰ中的空氣，不影響測定結果，因為反應過程中，錐形瓶中始終充滿氣體；
C．數(shù)據(jù)處理時，未排除加入稀硫酸所占的體積，這樣會導致收集的水的體積偏大，從而使計算的氫氣質量偏大，進一步導致測定的鋅的質量分數(shù)偏大．
故填：AC．

點評：合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．