Question

4．小娜及学习小组的同学在老师的指导下对黄铜中铜和锌的含量及其性质展开了探究．
【查阅资料】
HCl+AgNO₃═AgCl↓+HNO₃，AgCl是一种白色沉淀，这个反应在化学上用于检验和鉴别．
【提出问题】测定黄铜中锌、铜的质量分数．
【设计并进行实验】
①先将黄铜在热碱液中浸泡一段时间，以除去表面的油污．然后再放在稀盐酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化膜．用蒸馏水清洗干净，干燥，取少量研碎，称取质量为ag．
②将ag试样放入小烧杯中，加入足量稀盐酸，搅拌使其充分反应．
③将小烧杯中的混合物过滤，洗涤、干燥（请将此实验步骤补充完整）．
④称取固体的质量为bg．
⑤计算出黄铜中锌和铜的质量分数$\frac{a-b}{a}$×100%；$\frac{b}{a}$×100%；
【拓展探究】
①重复【设计并进行实验】步骤1．
②将ag试样放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液，并对滤液的组成进行探究．
（1）锌和硝酸盐溶液反应的化学方程式是Zn+2AgN0₃=Zn（N0₃）₂+2Ag．
（2）在步骤1中，若试样用蒸馏水洗涤之后，不干燥，则计算出合金中锌的质量分数将偏大（填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）
（3）同学们对蓝色滤液中所含的溶质做出多种猜想，其中只有两种猜想可能成立，这两种猜想是：①溶质为硝酸锌和硝酸铜；②溶质为硝酸锌、硝酸铜和硝酸银．
（4）设计两种实验方案来验证以上猜想．

方案	实验操作	实验现象	结论
方案一	取少量滤液于试管中，在滤液中插入一根铜丝	铜丝表面无变化	猜想①成立
		铜丝表面有银白色固体析出	猜想②成立
方案二	取少量滤液于试管中，滴加几 滴稀盐酸	滤液无明显变化	猜想①成立
		生成白色沉淀	猜想②成立

Answer 1

分析 【设计并进行实验】①（1）根据金属易于空气中的氧气反应，在金属的表面形成一层氧化膜进行分析；
③根据从溶液中过滤出的物质的表面一般沾有溶液进行分析；
⑤锌可以与盐酸发生反应，铜不可以与盐酸发生反应；
【拓展探究】（1）根据锌和硝酸盐溶液反应写出反应的方程式；
（2）根据在步骤1中，若试样用蒸馏水洗涤之后，不干燥，则使称量的混合物的质量增加，如果减去铜的质量后，锌的质量增大，最后分析对计算出合金中锌的质量分数的影响．
（3）根据锌、铜与硝酸银溶液的反应进行分析；
（4）根据稀盐酸（或其他氯化物溶液）与硝酸银的反应分析溶液中的溶质．

解答 解：【设计并进行实验】
①由于金属易于空气中的氧气反应，在金属的表面形成一层氧化膜，所以，将黄铜在放在稀盐酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化膜；
③由于从溶液中过滤出的物质的表面一般沾有溶液，所以，将过滤出的物质需要进行洗涤、干燥；
⑤铜不可以与盐酸发生反应，所以剩余固体的质量为bg为铜，所以黄铜中铜的质量分数为$\frac{bg}{ag}$×100%=$\frac{b}{a}$×100%；黄铜中锌的质量分数为$\frac{ag-bg}{ag}$×100%=$\frac{a-b}{a}$×100%；
【拓展探究】
（1）锌和硝酸盐溶液反应写出反应的方程式是：Zn+2AgN0₃=Zn（N0₃）₂+2Ag．
（2）在步骤1中，若试样用蒸馏水洗涤之后，不干燥，称量的a值偏大，求出锌的质量偏大，则计算出合金中锌的质量分数将偏大；
（3）将黄铜放入一定量的硝酸银溶液中，锌先与硝酸银反应，当锌反应完后，铜再与硝酸银反应．当锌的量不足时，溶液中的溶质可能有：硝酸锌和硝酸铜或硝酸锌、硝酸铜和硝酸银；
（4）方案一：取少量滤液于试管中，在滤液中插入一根铜丝，如果铜丝表面无变化，说明了溶液中无硝酸银，则猜想①成立；如果铜丝表面有银白色固体析出，说明了溶液中有硝酸银，则猜想②成立；
方案二：可以根据稀盐酸（或其他氯化物溶液）与硝酸银的反应鉴别溶液中是否含有硝酸银，所以，取少量滤液于试管中，滴加几滴稀盐酸，如果滤液无明显变化，说明了溶液中无硝酸银，则猜想①成立；如果生成白色沉淀，说明了溶液中有硝酸银，则猜想②成立．
故答为：【探究实验】①除去合金表面的氧化膜，③洗涤、干燥；⑤$\frac{a-b}{a}$×100%；$\frac{b}{a}$×100%；
【拓展探究】（1）Zn+2AgN0₃=Zn（N0₃）₂+2Ag，（2）偏大；（3）②硝酸锌、硝酸铜和硝酸银；（4）

实验操作	实验现象	结论
	铜丝表面无变化
	铜丝表面有银白色固体析出
取少量滤液于试管中，滴加几 滴稀盐酸（或其他氯化物溶 液）	滤液无明显变化
	生成白色沉淀

点评 在解此类题时，首先要会根据物质质量的多少进行正确的猜想，然后根据各种物质的性质选择有特征的实验选择试剂进行验证．