Question

Cu与Zn的合金称为黄铜，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件．
（1）不法分子常用黄铜制成金光闪闪的“假元宝”蒙骗人们．下列鉴别方法中错误的是（______　　）
A．看颜色　　　　　　　 B．测密度
C．加硝酸银溶液　　　　 D．加盐酸
（2）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，设计了如右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______，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______．
③该小组进行了三次实验，所得相关的实验数据处理如下：（实验温度下ρ_H2=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

a、列式计算该铜锌合金中铜的质量分数．
b、从上表数据分析，所用合金与稀硫酸的质量比为______时，合金中的锌与稀硫酸恰好完全反应．稀硫酸的溶质质量分数为______．（实验温度下，ρ_H2SO4=1.08g/cm³）

Answer 1

解：（1）解：A、观察颜色，由于二者的颜色基本一致，所以难于比较为真假，故错误；
B、金的密度比铜、锌的都大，属于铜锌合金的密度仍然小于金的密度，因此可以通过物理方法测密度鉴别真伪；
C、放入硝酸银中，铜锌排在银的前面，能置换出硝酸银中的银，表面有一层银白色物质者为假，因此可以利用金属的置换反应鉴别真伪；
D、放入盐酸中，锌与盐酸反应生成氢气，而仅不反应，因此有气体放出者为假；可以利用酸鉴别真伪；
故选项为：A．
（2）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（44.4mL÷1000mL/L×0.09g/L=0.004g），即第一次合金和稀硫酸恰好完全反应，因此所用合金与稀硫酸的质量比为：2g：（15mL×1.08g/cm³）=1：8；
设2g铜锌合金中含有锌的质量为x，反应硫酸的质量为y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65 98 2
x y 0.004g
= x=0.13g
= y=0.196g

a．铜锌合金中铜的质量分数=×100%=93.5%
b．硫酸的质量分数为：×100%=1.21%．
答：铜锌合金中铜的质量分数为 93.5%，稀硫酸的溶质质量分数为1.21%．
故答案为：（1）A （2）①不变 ②调节两边液面相平
③设2g铜锌合金中含有锌的质量为x，反应硫酸的质量为y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65 98 2
x y 0.004g
= x=0.13g
= y=0.196g

a．铜锌合金中铜的质量分数=×100%=93.5%
b．硫酸的质量分数为：×100%=1.21%．
答：铜锌合金中铜的质量分数为 93.5%，稀硫酸的溶质质量分数为1.21%．
答：铜锌合金中铜的质量分数为 35%，第一次实验，合金中的锌与稀硫酸恰好完全反应，质量比为1：8，稀硫酸的溶质质量分数为1.21%．
分析：（1）根据Cu与Zn、Au的化学性质和物理性质分析：铜锌合金制成的假金元宝，虽然外观上与黄金无异，但合金中的金属铜和锌活动性都比黄金强，因此外观相似的两者化学性质相差较大：铜锌合金能与酸发生置换反应而放出氢气，在空气中灼热会变成黑色等，能与硝酸银溶液发生置换反应；利用这些性质上的差异可以很方便地区别它们；
（2）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；根据氢气的质量可以计算出15ml稀硫酸中溶质的质量，从而计算出稀硫酸的质量分数．
点评：此题考查的是合金的性质及根据化学方程式的有关计算，学会运用控制变量法来正确的分析处理表中的数据是解答此题的关键．