Question

黃銅（銅鋅合金）在生產(chǎn)生活中有重要用途．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，為測定某種品牌中的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否符合國標(biāo)的規(guī)定（32～38%），設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置進(jìn)行檢測．
（1）檢查氣密性并開始實驗時，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開其活塞，一會兒后稀硫酸也不能順利滴入錐形瓶．經(jīng)過研討他們找到了問題的癥結(jié)，改用圖2裝置進(jìn)行，其中導(dǎo)管a的作用是

平衡錐形瓶與分液漏斗內(nèi)的壓強

和

使硫酸順利流下

．
（2）若稱量的合金質(zhì)量為10g，充分反應(yīng)后量取的氣體體積為1000mL，通過計算該樣品是否合格？（已知氫氣的密度為0.089g/L）
（3）另外一個小組的同學(xué)用托盤天平稱量法也粗略地完成了測定．他們先稱取m₁g合金置于燒杯（質(zhì)量為m₂g）中，待加入足量稀硫酸（質(zhì)量為m₃g）后不再產(chǎn)生氣泡了，稱得燒杯和剩余物質(zhì)總質(zhì)量為m₄g，若（m₁+m₂+m₃）-m₄=0.2g，要保證合金樣品中的鋅完全反應(yīng)，m₁至少為多少克？（寫出具體計算過程）
反思：若（2）中的各項質(zhì)量不變，而采用（3）的方法進(jìn)行測定是否可行？理由是

不可行，減少的質(zhì)量為0.089g，無法用托盤天平稱量．

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)裝置特點及根據(jù)壓強對溶液的影響分析；
（2）根據(jù)生成氫氣的體積計算其質(zhì)量，并計算鋅的質(zhì)量，從而求出合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確定是否合格；
（3）根據(jù)氫氣的質(zhì)量和鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析解答；氣體的質(zhì)量＜0.1g，用天平無法稱量．

解答：解：（1）鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣使錐形瓶內(nèi)氣壓增大，錐形瓶內(nèi)的壓強大于大氣壓，導(dǎo)管a使錐形瓶內(nèi)的氣體進(jìn)入分液漏斗上方，使分液漏斗上方的壓強增大，稀硫酸順利滴下；
故答案為：平衡錐形瓶與分液漏斗內(nèi)的壓強；使稀硫酸順利滴下；
（2）設(shè)樣品中鋅的質(zhì)量是X
     Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
     65              2
     X           1Lⅹ0.089g/L=0.089g

65

X

=

2

0.089g

∴X=2.89g
則樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：

2.89g

10g

×100%=28.9%＜32%
答：該樣品不合格．
（3）設(shè)生成0.2g氫氣，需要鋅的質(zhì)量是Y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65              2
Y             0.2g

65

Y

=

2

0.2g

 Y=6.5g    
m₁=

6.5g

38%

=17.1g
答：m₁至少為17.1克
[反思]：若（2）中的各項質(zhì)量不變，而采用（3）的方法進(jìn)行測定，該法不可行，因為減少的質(zhì)量為0.089g，天平能精確到0.1g，故無法用托盤天平稱量；
故答案為：不可行，減少的質(zhì)量為0.089g，無法用托盤天平稱量．

點評：本題主要考查了利用方程式的計算及對實驗裝置的分析，能很好的考查學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力，有一定難度．