Question

在實驗室里用ωg含雜質的鋅粒跟足量的稀H₂S0₄反應（雜質不與稀H₂S0₄反應），來測定該鋅粒中單質鋅的質量分數．所用實驗裝置如圖所示．
（1）寫出發生反應的化學方程式；
（2）按實驗中氣體的流向連接各接口（用接口字母表示）；
（3）該實驗中量筒的作用是什么；
（4）從實驗裝置和相關操作來看，要想求出原鋅粒中單質鋅的質量分數，還需要知道哪些物理量？（用字母表示）
（5）寫出計算鋅的質量分數的表達式（用各物理量字母表示，不必化簡）．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,量氣裝置,氣體的干燥（除水）,氫氣的制取和檢驗,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：綜合實驗題

分析：（1）根據鋅和硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣進行解答；
（2）根據實驗的鏈接順序解答；
（3）根據該實驗中量筒的作用是量取生成的H₂體積進行解答；
（4）根據量筒內水的體積等于氫氣的體積，然后利用氫氣的密度可以求出氫氣的質量，從而求出參加反應的鋅的質量進行解答；
（5）根據氫氣的質量利用化學反應方程式求出鋅的質量，進而求出鋅的質量分數即可．

解答：解：（1）鋅和硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，發生反應的化學方程式Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）氫氣的密度小于水的密度，所以要將水從集氣瓶內排出，需要氣體從A管進，B管出，所以實驗的鏈接順序為C→A→B→D；
（3）量筒內水的體積等于氫氣的體積，所以該實驗中量筒的作用是量取生成的H₂體積；
（4）量筒內水的體積等于氫氣的體積，然后利用氫氣的密度可以求出氫氣的質量，從而求出參加反應的鋅的質量，所以要想求出原鋅粒中單質鋅的質量分數，還需要知道氫氣的密度；
（5）設參加反應的鋅的質量為x．
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
x             V_H2?р_H2

65

x

=

2

VH2?рH2

x=

65VH2?рH2

2

鋅的質量分數=

65VH2?рH2 2

w

×100%=

65VH2?рH2

2w

×100%．
故答案為：（1）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（2）C→A→B→D；
（3）量取生成的H₂體積；
（4）該條件下氫氣的密度р_H2；
（5）Zn%=

65VH2?рH2

2w

×100%．

點評：本題主要通過實驗考查氫氣的制取以及簡單實驗設計；此題型信息量大，起點高但落點低，落點在課本中．