Question

Cu與Zn的合金稱為黃銅，有優良的導熱性和耐腐蝕性，可用作各種儀器零件．
（1）不法分子常用黃銅制成金光閃閃的“假元寶”蒙騙人們．下列鑒別方法中錯誤的是　 　。

A．看顏色

B．灼燒

C．加硝酸銀溶液

D．加鹽酸

（2）為了測定某銅鋅合金的組成，校化學課外活動小組利用該合金粉末與稀硫酸反應，設計了如圖所示的實驗裝置進行實驗。
①檢查裝置氣密性的方法是：連接好裝置，從漏斗注水，量氣管兩邊形成高度差，做好標記，一段時間后，高度差　   　，說明氣密性良好。
②正確讀取量氣管內液面的初始、最終讀數前都需進行的操作是　                          　。③該小組進行了三次實驗，所得相關的實驗數據處理如下：

	合金的質量/g	稀硫酸的體積/mL	生成氫氣的質量/g
第1次	2	15	0.04
第2次	2	20	0.04
第3次	4	15	0.04

a、列式計算2g合金中，鋅的質量：　    　。
b、分析上表數據，第　 　次實驗，合金中的鋅與稀硫酸恰好完全反應，稀硫酸的溶質質量分數為　  　（結果保留到0.1%）。（實驗溫度下，ρ(H₂SO₄)＝1.08g/cm³）

Answer 1

（1）A  （2）①不變  ②調節兩邊液面相平
設2g銅鋅合金中含有鋅的質量為x，反應硫酸的質量為y
Zn+H₂SO₄＝ZnSO₄+H₂↑
65   98         2
x     y        0.04g
65/x＝2/0.04g
解得x＝1.3g
98/y＝2/0.04g
解得y＝1.96g
所以硫酸的質量分數為：1.96g/（15ml×1.08g/cm³）×100%＝12.1%。
答：稀硫酸的溶質質量分數為12.1%。

試題分析：（1）根據Cu與Zn、Au的化學性質和物理性質分析：銅鋅合金制成的假金元寶，雖然外觀上與黃金無異，但合金中的金屬銅和鋅活動性都比黃金強，因此外觀相似的兩者化學性質相差較大：銅鋅合金能與酸發生置換反應而放出氫氣，在空氣中灼熱會變成黑色等，能與硝酸銀溶液發生置換反應；利用這些性質上的差異可以很方便地區別它們。
（2）①根據出現液面差后，如裝置嚴密，裝置內的氣壓不變的情況回答；
②根據連通器的原理可知應該調節兩邊液面相平在進行操作進行解答；
③分析表格中數據可以知道：銅、鋅合金中銅和稀硫酸不反應只有鋅和稀硫酸反應，第二次和第一次所取的合金質量相同，第二次所用的稀硫酸比第一次多，而兩次生成的氣體質量相同，說明兩次所取的合金中的鋅都完全反應了，由此可以知道2g合金只能生成0.04g氫氣；第三次所取的合金是前兩次的2倍，如果合金中的鋅完全反應，應該產生0.08g氣體，而實際上產生的氣體和前兩次相同只有0.04g，說明第三次反應中合金過量，而稀硫酸反應完全，由此可以知道15ml稀硫酸只能產生0.04g氫氣，從而可以判斷出稀硫酸和合金恰好完全反應的質量比；根據氫氣的質量可以計算出鋅的質量；根據氫氣的質量可以計算出15ml稀硫酸中溶質的質量，從而計算出稀硫酸的質量分數．
（1）解：A、觀察顏色，由于二者的顏色基本一致，所以難于比較為真假，故錯誤；B、銅鋅合金中的銅和氧氣會生成黑色的氧化銅，而金不會與氧氣反應，現象不同，可以區別真偽；C、放入硝酸銀中，銅鋅排在銀的前面，能置換出硝酸銀中的銀，表面有一層銀白色物質者為假，可以區別真偽；D、放入鹽酸中，鋅與鹽酸反應生成氫氣，有氣體放出者為假；可以區別真偽，故選項為：A。
（2）①檢查裝置氣密性的方法是：連接好裝置，從漏斗注水，量氣管兩邊形成高度差，做好標記，一段時間后，高度差不變，說明氣密性良好；
②讀取量氣管內最終液面刻度前，需要進行的操作是調節量氣管高度，使左右液面相平，否則管中的液柱能產生壓強，對管中的氣體進行壓縮或拉伸，影響氣體的體積測定，因而正確讀取量氣管內液面的初始、最終讀數前都需進行的操作是調節兩邊液面相平；
③比較三組數據可以知道，2g合金只能生成0.04g氫氣，而由第三次可知生成0.04g氫氣只消耗15ml稀硫酸，所以2g合金中的鋅和15ml稀硫酸可恰好完全反應，即第一次合金和稀硫酸恰好完全反應；
設2g銅鋅合金中含有鋅的質量為x，反應硫酸的質量為y
Zn+H₂SO₄＝ZnSO₄+H₂↑
65   98         2
x     y        0.04g
65/x＝2/0.04g
解得x＝1.3g
98/y＝2/0.04g
解得y＝1.96g
所以硫酸的質量分數為：1.96g/（15ml×1.08g/cm³）×100%＝12.1%。
答：稀硫酸的溶質質量分數為12.1%。