Question

4．冶炼技术在我国有着悠久的历史，古代将炉甘石（ZnCO₃）、赤铜矿（主要成分为Cu₂O）和木炭粉混合加热至800℃左右，可得到金光闪闪与黄金外观相似的“药金”．
（1）Cu₂O的化学名称为氧化亚铜．
（2）用上述方法不能制得黄金是因为元素的种类在化学反应中不变，反应物中没有金元素，所有得不到金．
（3）上述方法得到“药金”中发生分解反应的化学方程式为ZnCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ZnO+CO₂↑；“药金”是合金（填“纯金属”或“合金”）．
（4）黄金饰品中假货常常鱼目混珠，社会不法分子常以黄铜冒充黄金进行诈骗活动，因为黄铜（铜、锌合金）单纯从颜色、外形上看，与黄金极为相似，所以很难区分．小明家中有一件黄金饰品，为了判断此黄金饰品的真假，进行了如下实验探究．
请你帮助他一起完成实验报告：

探究 内容	提出 假设	实验 探究	实验 现象	分析与解释 （用化学方程式表示）	结论
鉴别黄金饰品的真假	饰品是真的	将黄金饰品浸入稀盐酸中	有气泡产生	Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑	饰品是假的

（5）为了测定某铜锌合金的组成，校化学课外活动小组利用该合金粉末与稀硫酸反应，设计了如图所示的实验装置进行实验．
①检查装置气密性的方法是：连接好装置，从漏斗注水，量气管两边形成高度差，做好标记，一段时间后，高度差不变，说明气密性良好．
②正确读取量气管内液面的初始、最终读数前都需进行的操作是调节两边液面相平．
③该小组进行了三次实验，所得相关的实验数据处理如下：（氢气的密度为0.09g/L）

	合金的质量/g	稀硫酸的体积/mL	生成氢气的体积/mL
第一次	2	15	44.4
第二次	2	20	44.4
第三次	4	15	44.4

计算该铜锌合金中铜的质量分数93.5%．（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）根据化学式，判断其读法；
（2）黄金的成分主要是金，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，那么我们通过分析此题反应前是否存在金（Au）元素来判断能否制得黄金；根据“药金”的制取过程其主要含有的金属是锌和铜．
（3）考虑碳酸锌的加热分解；
（4）根据金的化学性质稳定既不能与酸反应，也不能与氧气反应，而铜锌合金的化学性质比它要活泼，根据它们的不同点进行鉴别．
（5）①根据出现液面差后，如装置严密，装置内的气压不变的情况回答；
②根据连通器的原理可知应该调节两边液面相平再进行操作进行解答；
③分析表格中数据可以知道：铜、锌合金中铜和稀硫酸不反应只有锌和稀硫酸反应，第二次和第一次所取的合金质量相同，第二次所用的稀硫酸比第一次多，而两次生成的气体质量相同，说明两次所取的合金中的锌都完全反应了，由此可以知道2g合金只能生成44.4mL氢气；第三次所取的合金是前两次的2倍，如果合金中的锌完全反应，应该产生88.8mL气体，而实际上产生的气体和前两次相同，说明第三次反应中合金过量，而稀硫酸反应完全，由此可以知道15ml稀硫酸只能产生44.4mL氢气，从而可以判断出稀硫酸和合金恰好完全反应的质量比；根据氢气的质量可以计算出锌的质量；从而计算铜锌合金中铜的质量分数．

解答 解：（1）Cu₂O的化学名称为氧化亚铜；
（2）因为黄金的主要成分是金，它是由金元素组成；那么要制取黄金，根据质量守恒定律可知，反应物中一定要有金元素，但是上述材料“炉甘石（ZnCO₃）、赤铜矿（Cu₂O）和木炭粉（C）混合”，不含有金元素，故不能制取．
（3）根据“将炉甘石（ZnCO₃）、赤铜矿（主要成分为Cu₂O）和木炭粉混合加热至800℃左右，可得到金光闪闪与黄金外观相似的药金”，则得到“药金”中发生分解反应的化学方程式为ZnCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ZnO+CO₂↑，“药金”是 合金．
（4）由于金排在氢的后面与酸不反应，而铜、锌合金中锌排在了氢的前面，所以分别滴加稀盐酸，能冒泡的说明是黄铜，不冒气泡的是黄金；
（5）①检查装置气密性的方法是：连接好装置，从漏斗注水，量气管两边形成高度差，做好标记，一段时间后，高度差不变，说明气密性良好；
②读取量气管内最终液面刻度前，需要进行的操作是调节量气管高度，使左右液面相平，否则管中的液柱能产生压强，对管中的气体进行压缩或拉伸，影响气体的体积测定，因而正确读取量气管内液面的初始、最终读数前都需进行的操作是调节两边液面相平；
③比较三组数据可以知道，2g合金只能生成44.4mL氢气，而由第三次可知生成44.4mL氢气只消耗15ml稀硫酸，所以2g合金中的锌和15ml稀硫酸可恰好完全反应产生44.4mL，即第一次合金和稀硫酸恰好完全反应．则氢气的质量为：44.4mL÷1000mL/L×0.09g/L=0.004g．
设样品中锌的质量为x．
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2
x             0.004g
则$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.004g}$，解得x=0.13g
则$\frac{2g-0.13g}{2g}$×100%=93.5%
答：样品中铜的质量分数为93.5%．
故答案为：
（1）氧化亚铜；
（2）元素的种类在化学反应中不变，反应物中没有金元素，所有得不到金（或违反质量守恒定律）
（3）ZnCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ZnO+CO₂↑；合金；
（4）有气泡产生；  Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；
（5）①不变；②调节两边液面相平；③93.5%

点评 本题考查了对质量守恒定律的应用情况，能够利用该定律解释一些生活中常见的现象；质量守恒定律是初中化学中一个非常重要的定理，也是中考中的热点问题，所以深刻理解质量守恒定律，并能够应用质量守恒定律解决问题对同学来说是非常重要的．