Question

10．金屬材料在生活、生產(chǎn)、科技等方面普遍使用．
（1）樂樂同學(xué)將一枚生銹的鐵螺絲放入足量的稀鹽酸中，觀察到的現(xiàn)象是：鐵銹逐漸消失，溶液顏色變黃；一段時(shí)間后，又觀察到鐵釘表面有氣泡產(chǎn)生，寫出產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）黃銅為銅鋅合金，用途極為廣泛．小華同學(xué)從家里帶來了黃銅碎片，準(zhǔn)備與同學(xué)們一起來測(cè)量其中的銅含量．他們決定先測(cè)定黃銅與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的量，再計(jì)算．
①小華用設(shè)計(jì)出的上圖A 方案測(cè)定：
Ⅰ．稱量黃銅樣品、錐形瓶及稀硫酸的質(zhì)量．
Ⅱ．黃銅樣品放入錐形瓶并倒入稀硫酸．
Ⅲ．待反應(yīng)完畢后再測(cè)錐形瓶和反應(yīng)后混合物的總質(zhì)量，反應(yīng)前后總質(zhì)量差為產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量．
②小海對(duì)小華的設(shè)計(jì)提出改進(jìn)建議：在上述方案中的錐形瓶上加一裝有干燥劑的干燥管，測(cè)定反應(yīng)前后裝置的質(zhì)量差．請(qǐng)你說明小海進(jìn)行改進(jìn)的理由是：反應(yīng)過程中有水蒸氣隨著氫氣逸出．
③歡歡同學(xué)為了測(cè)定黃銅樣品組成，取四份樣品分別加稀硫酸反應(yīng)，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表．

樣品	第1份	第2份	第3份	第4份
取樣品質(zhì)量（g）	50.0	50.0	50.0	50.0
取稀硫酸質(zhì)量（g）	40.0	80.0	120.0	160.0
產(chǎn)生氣體質(zhì)量（g）	0.4	0.8	1.0	1.0

試計(jì)算：
Ⅰ．經(jīng)分析，在第1 份樣品測(cè)得的數(shù)據(jù)中，硫酸（填物質(zhì)名稱）完全反應(yīng)了．
Ⅱ．計(jì)算稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%．（要求有簡(jiǎn)單解題過程，下同）
Ⅲ．計(jì)算黃銅樣品中的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣進(jìn)行分析；
（2）②根據(jù)生成氫氣的同時(shí)容易帶走少量的水蒸氣分析加干燥管的原因；
③I、第一份和第二份比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫酸的質(zhì)量增加時(shí)，氣體的質(zhì)量也在增加，說明第一份中金屬?zèng)]有完全反應(yīng)，也說明硫酸完全反應(yīng)；
II、根據(jù)化學(xué)方程式和生成氫氣的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算；
III、比較第三份和第四份可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫酸的質(zhì)量增加時(shí)，氣體的質(zhì)量保持不變，說明合金完全反應(yīng)放出氣體的質(zhì)量是1克，然后依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，所以將一枚生銹的鐵螺絲放入足量的稀鹽酸中，觀察到的現(xiàn)象是鐵銹逐漸消失，溶液顏色變黃；一段時(shí)間后，又觀察到鐵釘表面有氣泡產(chǎn)生，寫出產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（2）②因?yàn)楫?dāng)氫氣逸出來的同時(shí)，水蒸氣也會(huì)隨氫氣逸出來，所以前后兩次質(zhì)量差也包含氫氣所帶出的水蒸氣的質(zhì)量；
③I、第一份和第二份比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硫酸的質(zhì)量增加時(shí)，氣體的質(zhì)量也在增加，說明第一份中金屬?zèng)]有完全反應(yīng)，也說明硫酸完全反應(yīng)；
Ⅱ、設(shè)硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
    98          2
   y×40g       0.4g
  $\frac{98}{y×40g}$=$\frac{2}{0.4g}$
   y=49%
Ⅲ、設(shè)參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量為x
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑ 
65              2
x               1.0 g
$\frac{65}{x}$=$\frac{2}{1g}$
x=32.5g         
∴黃銅屑樣品中的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{32.5g}{50g}$×100%=65.0% 
答：黃銅屑樣品中的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%．
故答案為：（1）鐵銹逐漸消失，溶液顏色變黃；Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；   
（2）②反應(yīng)過程中有水蒸氣隨著氫氣逸出，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低；
③Ⅰ、硫酸；
Ⅱ、硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%；
Ⅲ、黃銅屑樣品中的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%．

點(diǎn)評(píng) 本題是有關(guān)金屬知識(shí)的考查題，題目中涉及的知識(shí)點(diǎn)以及應(yīng)用較多，能夠較好的對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行訓(xùn)練和考查．