Question

4．某化學小組要研究金屬的性質(zhì)及合金的組成．
（1）應用金屬活動性順序能幫助我們進一步學習金屬的性質(zhì)．
已知下列三組物質(zhì)間均能發(fā)生置換反應．
A．Fe和CuSO₄溶液    B．Mg和MnSO₄溶液    C．Mn和FeSO₄溶液
寫出Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬的活動性由強到弱的順序是Mg＞Mn＞Fe＞Cu．
（2）測定銅鋅合金中銅的質(zhì)量分數(shù)
①甲同學取銅鋅合金粉末65g放于燒杯中，再加入100g足量的稀鹽酸，充分反應后稱得燒杯中剩余物質(zhì)量為164.6g，請通過計算求出該合金中銅的質(zhì)量分數(shù)．
②乙同學利用右圖裝置測定銅鋅合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)．主要實驗步驟如下（必要的固定裝置已略去）；
Ⅰ．連接裝置并檢查裝置氣密性；
Ⅱ．加入藥品和水；
Ⅲ．記錄C中液面刻度（C為帶有刻度的玻璃管）；
Ⅳ．由A向B中滴加試劑至過量；
Ⅴ．待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復至室溫后，記錄C中液面刻度，
計算得到氣體的體積為V mL（經(jīng)查，該氣體密度為ρg/L）；
Ⅵ．將B中剩余固體過濾、洗滌、干燥并稱重，稱得剩余固體質(zhì)量為W g．
回答：
A儀器的名稱為分液漏斗；
乙同學在實驗前將塊狀的銅鋅合金磨成粉末狀，其目的是：加快反應速率，使反應更充分；
為使測得的氣體體積更精確，記錄C中液面刻度時，除使視線與凹液面的最低處相平外，還應使D、C中的液面相平；
乙同學發(fā)現(xiàn)實驗中由于缺少某一步驟導致數(shù)據(jù)缺乏而無法計算，該步驟是：測量銅鋅合金樣品的質(zhì)量；
乳膠管E的作用是防止分液漏斗中液體進入試管導致測量的氫氣體積偏大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬活動性順序可知，排在前面的金屬會將排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來進行分析；
（2）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算生成氫氣的質(zhì)量，然后依據(jù)化學方程式計算參加反應的鋅的質(zhì)量，再計算銅
②根據(jù)實驗室常用儀器的名稱進行分析；
根據(jù)增大反應物的接觸面積，可以加快反應速率進行分析；
為使測得的氣體體積更精確，記錄C中液面刻度時，除使視線與凹液面的最低處相平外，還應D處觀察上升的是否與C中下降的一致，以盡量減少誤差；
已知氣體的體積，根據(jù)密度，可以求出氣體的質(zhì)量；又知道剩余固體質(zhì)量為Wg，但不知道原固體的質(zhì)量，無法計算．所以實驗中由于缺少某一步驟導致數(shù)據(jù)缺乏而無法計算，該步驟是：測量銅鋅合金的總質(zhì)量；
根據(jù)實驗裝置中乳膠管的作用進行分析．

解答 解：（1）下列三組物質(zhì)間均能發(fā)生置換反應，
A．Fe和CuSO₄溶液    B．Mg和MnSO₄溶液    C．Mn和FeSO₄溶液
所以Mn、Fe、Mg、Cu四種金屬的活動性由強到弱的順序是：Mg＞Mn＞Fe＞Cu；
（2）①生成氫氣的質(zhì)量是：100g+65g-164.6g=0.4g，
設參加反應的鋅的質(zhì)量為x，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2
 x              0.4g
 $\frac{65}{x}$=$\frac{2}{0.4g}$
  x=13g，
所以該合金中銅的質(zhì)量分數(shù)是：$\frac{65g-13g}{65g}$×100%=80%；
②通過分析可知，A是分液漏斗；
銅鋅合金磨成粉末狀，其目的是：接觸面積大，充分反應；目的為了提高反應速率；
除使視線與凹液面的最低處相平外，還應D處觀察上升的是否與C中下降的一致；
已知氣體的體積，根據(jù)密度，可以求出氣體的質(zhì)量；又知道剩余固體質(zhì)量為Wg，但不知道原固體的質(zhì)量，無法計算．實驗中由于數(shù)據(jù)缺乏而無法計算，該步驟是：測量銅鋅合金的總質(zhì)量；
通過分析可知，乳膠管E的作用是：防止分液漏斗中液體進入試管導致測量的氫氣體積偏大．
故答案為：（1）Mg＞Mn＞Fe＞Cu；
（2）①13g，80%；
②分液漏斗；
加快反應速率，使反應更充分；
使D、C中的液面相平；
測量銅鋅合金樣品的質(zhì)量；
防止分液漏斗中液體進入試管導致測量的氫氣體積偏大．

點評 本題主要考查了金屬的化學性質(zhì)和一些實驗的操作注意事項，掌握檢驗該裝置的氣密性的方法，了解量氣的裝置．