Question

13．现有某黄铜（铜锌合金，假定其他成分均不与盐酸反应）样品，请从下图中选择适当的实验装置，设计最简单的实验测定该黄铜样品中锌的质量分数并回答下列问题：

（1）写出仪器a的名称：长颈漏斗．
（2）实验要选择的装置是乙丁戊（填装置编号）．若产生的气体从左向右流，则接口的顺序为BFEG；
（3）细心观察发现：盛装溶液的试剂瓶与收集气体的集气瓶都有磨砂部分，所不同的是集气瓶的磨砂部分位于b．a．瓶底内壁 b．瓶口边缘 c．瓶颈内壁 d．瓶底外壁
（4）仪器组装好后，在开始实验时，要先检验装置气密性．
（5）若实验样品的质量是9.9g，实验中测定氢气的体积是1.1L（氢气密度为0.09g/L），该反应的化学方程式Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑，则该黄铜样品中锌的质量分数为32.5%．

Answer 1

分析 要测定合金中Zn的质量分数，应该用合金和稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气，然后利用排水法收集气体，排除水的体积等于收集气体体积，再利用氢气与锌之间的关系式计算锌的质量，从而确定其质量分数；
（1）该仪器名称是长颈漏斗；
（2）根据实验目的及各个仪器用途确定选取仪器；气体收集时采用排水法收集，则导气管应该采用“短进长出”原则，根据制取气体、收集气体、排除液体顺序排列装置；     
（3）集气瓶的磨砂部分位于瓶口边缘；
（4）有连接的装置实验前都必须检验装置气密性；    
（5）锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气；根据锌和氢气之间的关系式计算锌的质量，从而计算其质量分数．

解答 解：要测定合金中Zn的质量分数，应该用合金和稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气，然后利用排水法收集气体，排除水的体积等于收集气体体积，再利用氢气与锌之间的关系式计算锌的质量，从而确定其质量分数；
（1）该仪器名称是长颈漏斗，故答案为：长颈漏斗；
（2）实验顺序是制取气体、收集气体、测量排出水的体积，所以应该选取装置为乙丁戊；气体收集时采用排水法收集，则导气管应该采用“短进长出”原则，根据制取气体、收集气体、排除液体顺序排列装置，所以若产生的气体从左向右流，则接口的顺序为，故答案为：乙丁戊；B F E G；     
（3）集气瓶的磨砂部分位于瓶口边缘，这样集气瓶口和玻璃片能紧密结合，防止生成的气体逸出，故答案为：b；
（4）有连接的装置实验前都必须检验装置气密性，所以该装置中实验前要检验装置气密性，故答案为：检验装置气密性；    
（5）锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应方程式为Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；氢气物质的量=$\frac{0.09g/L×1.1L}{2g/mol}$=0.0495mol，根据锌和氢气关系式知，二者物质的量相等，所以锌的质量=0.0495mol×65g/mol=3.2175g，其质量分数=$\frac{3.2175g}{9.9g}$×100%=32.5%，
故答案为：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；32.5%．

点评 本题考查物质含量测定，为高频考点，侧重考查学生实验操作、实验分析、计算能力，综合性较强，明确实验目的、实验操作步骤等是解本题关键，难点是实验装置顺序排列，题目难度不大．