Question

【題目】某興趣小組的同學(xué)圍繞著LNG船舶使用的金屬材料進(jìn)行了研究。

【閱讀與思考】（1）在焊接不銹鋼管道時(shí)，通常要使用氬氣作保護(hù)氣，這是因?yàn)闅鍤獾幕瘜W(xué)性質(zhì) 。

（2）金屬在海水中易生銹腐蝕。造船工業(yè)為了避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌另外一種金屬。利用該金屬與鐵的活動(dòng)性的不同，保護(hù)鐵不易被腐蝕。

【研究課題1】一般情況下，兩種活動(dòng)性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時(shí)，哪種金屬先被腐蝕呢？

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1】將打磨后的金屬片進(jìn)行如圖1所示的實(shí)驗(yàn)，放置一段時(shí)間后將觀察到的現(xiàn)象及分析填入下表：

現(xiàn)象	分析
甲中：鋁片表面出現(xiàn)灰白色物質(zhì)，鐵片表面幾乎沒有明顯現(xiàn)象。	鋁與鐵在潮濕的環(huán)境中接觸， 首先被腐蝕。
乙中：鐵片表面出現(xiàn) ，銅片表面幾乎沒有明顯現(xiàn)象。	鐵與銅在潮濕的環(huán)境中接觸，鐵首先被腐蝕。

【得出結(jié)論】一般情況下，兩種活動(dòng)性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時(shí)，活動(dòng)性較 填“強(qiáng)”或“弱”）的金屬首先被腐蝕。

【知識(shí)應(yīng)用】造船工業(yè)為避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌的金屬是 （填編號(hào)）。

A．銀塊 B．銅塊 C．錫塊 D．鋅塊

（3）LNG船還使用了大量的鋅銅合金。

【研究課題2】測(cè)定鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2】進(jìn)行如圖2所示的實(shí)驗(yàn)。

（1）圖中量氣管和水準(zhǔn)管可用來(lái)測(cè)量氣體體積，為準(zhǔn)確測(cè)量氫氣的體積，在讀取量氣管中液面讀數(shù)的過程中，應(yīng)注意 （填編號(hào)）。

A．讀數(shù)時(shí)視線與凹液面最低處相平

B．讀數(shù)前應(yīng)上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，待兩管液面相平再讀數(shù)

C．保持水準(zhǔn)管靜止，待水準(zhǔn)管中液面不再上升時(shí)再讀數(shù)

（2）實(shí)驗(yàn)前，將已經(jīng)打磨過的塊狀鋅銅合金加工成碎屑，其目的是： 。

（3）實(shí)驗(yàn)操作步驟：檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，再次檢查裝置的氣密性，記錄量氣管的液面位置為5mL，由A向B滴加足量試劑，待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄量氣管的液面位置為85mL；將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，用電子天平稱其質(zhì)量為0.416g。

【數(shù)據(jù)處理】該實(shí)驗(yàn)條件下，氫氣的密度是0.09gL﹣1．根據(jù)上述的數(shù)據(jù)計(jì)算鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫出計(jì)算過程）

Answer 1

【答案】（1）穩(wěn)定

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1】鋁 紅棕色的固體 【得出結(jié)論】強(qiáng)

【知識(shí)應(yīng)用】D

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2】（1）A B(2)增大和稀硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速度

【數(shù)據(jù)處理】生成氫氣的體積是85-5=80（ mL），則氫氣的質(zhì)量=0.08 L×0.09gL﹣1=0.0072 g

解：設(shè)和稀硫酸反應(yīng)的合金中鋅的質(zhì)量為x

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

65 2

X 0.0072 g

65:2=x: 0.0072 g

X =0.234 g

合金的質(zhì)量為0.234 g+0.416 g=0.65g

所以合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.416 g／0.65g×100%=64%

答：鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%

【解析】

例題分析：（1）氬氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1】在同樣的條件下，鋁片表面出現(xiàn)灰白色物質(zhì)，鐵片表面幾乎沒有明顯變化，說(shuō)明，鋁首先被腐蝕。鐵在潮濕的空氣中生成鐵銹，鐵銹是一種紅棕色固體。

【得出結(jié)論】金屬的腐蝕是化學(xué)變化，金屬活動(dòng)性越強(qiáng)越易被腐蝕。

【知識(shí)應(yīng)用】銀、銅、錫、鋅四種金屬中只有鋅的金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，所以選D.

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2】（1） A.讀數(shù)時(shí)視線要與凹液面的最低處保持水平，B.氣體體積的大小受壓強(qiáng)的影響，讀出的氣體體積應(yīng)該是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氣體的體積，水準(zhǔn)管與大氣相通，所以當(dāng)量氣管與水準(zhǔn)管液面相平時(shí)的壓強(qiáng)才等于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，此時(shí)讀數(shù)才是正確的。C. 水準(zhǔn)管中液面不再上升時(shí)，只表示反應(yīng)已經(jīng)停止，此時(shí)量氣管內(nèi)的液面低于水準(zhǔn)管內(nèi)的液面，所以量氣管內(nèi)的壓強(qiáng)大于水準(zhǔn)管內(nèi)的壓強(qiáng)，此時(shí)讀出的氣體體積不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積，比一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的體積偏大。所以應(yīng)該選AB。（2）反應(yīng)物之間接觸面積越大反應(yīng)越充分、反應(yīng)速度越快。

（3）生成氫氣的體積是85-5=80（ mL），則氫氣的質(zhì)量=0.08 L×0.09gL﹣1=0.0072 g

解：設(shè)和稀硫酸反應(yīng)的合金中鋅的質(zhì)量為X

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

65 2

X 0.0072 g

65:2=x: 0.0072 g

X =0.234 g

合金的質(zhì)量為0.234 g+0.416 g=0.65g

所以合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.416 g／0.65g×100%=64%