Question

某學生擬通過測定粗鋅（雜質與稀硫酸不反應）與稀硫酸反應產(chǎn)生的氣體體積，來測定粗鋅中鋅的純度．現(xiàn)有粗鋅、稀硫酸、試管、鑷子、單孔橡皮塞、導氣管、托盤天平、量筒、水槽、鐵架臺（附鐵夾）等儀器、藥品．
（1）實驗時除需測定粗鋅的質量、氫氣的體積之外，是否還需要其他物理量？如需要，請指出______，否則，此空不填．
（2）實驗時在檢查裝置氣密性后，如何將試劑加入試管并使反應開始？______
（3）以下是測量收集到氣體體積必須包括的幾個步驟：
①調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同；
②使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；
③讀取量筒內(nèi)氣體的體積．
這三步操作的正確順序是：______（請?zhí)顚懖襟E代號）．
（4）測量收集到氣體體積（圖中夾持儀器已省略）時，如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同？______．
（5）如果實驗中測得粗鋅質量為ag，得到的氫氣體積是bL（已折算成標準狀況，H₂密度為pg/L），水蒸氣的影響忽略不計，粗鋅中鋅的質量分數(shù)的計算式為（含a、b，不必化簡）：______．
（6）試根據(jù)上述儀器，提出更簡捷的實驗方案：______．

Answer 1

（1）實驗時除需測定粗鋅的質量、氫氣的體積之外，需要準確測定實驗時的溫度和壓強，用于計算氣體物質的量得到鋅的質量；
故答案為：測定實驗時的溫度、壓強；
（2）加入固體試劑應按照規(guī)定的方法加入，以免損壞試管．故答案為：先向試管中加入適量稀硫酸，再將試管傾斜，用鑷子將粗鋅放在試管口附近，塞好單孔橡皮塞，然后將試管緩緩豎起，使粗鋅沿著試管內(nèi)壁緩緩滑到試管底部；
（3）因為排出的氣體是需要用排出的水的體積衡量的，而反應前后的量筒溫度是不同的，因此，反應終止應該先停止加熱，待體系恢復到室溫時，才取出導管．這一步操作跟通常的實驗不同，所以停止加熱時導管的出口要高于量筒內(nèi)的液面，此時即使不取出導管而停止加熱，也不會造成水的倒吸；停止加熱、回到室溫后，將量筒下移以調(diào)節(jié)量筒內(nèi)的液面與水槽一致，此時量筒內(nèi)氣體壓強也為大氣壓，讀數(shù)才是正確的；所以正確的操作順序為：②使氣體都冷卻至室溫；①調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同；③讀取量筒內(nèi)氣體的體積；即②①③；
故答案為：②①③；
（4）由于測氣體體積時必須使內(nèi)外壓強相等，故需調(diào)節(jié)量筒高度，使其中的液面與試管液面水平；故答案為：緩緩將量筒下移，使量筒內(nèi)外液面相平；
（5）鋅和稀硫酸反應的電離關系可知反應的鋅的物質的量和生成氫氣標準狀況下氣體物質的量相同，實驗中測得粗鋅質量為a g，得到的氫氣體積是b L（已折算成標準狀況），水蒸氣的影響忽略不計，粗鋅中鋅的質量分數(shù)的計算式=bL×ρ g/L×

65

2a

×100%；故答案為：bL×ρ g/L×

65

2a

×100%；
（6）雜質與稀硫酸不反應，可以加入過量稀硫酸全部反應后，稱量剩余固體質量為雜質質量計算得到鋅的質量分數(shù)，就具體方案為使鋅與足量稀硫酸充分反應，濾出剩余固體，洗滌、干燥，稱量反應前后固體的質量；
故答案為：使鋅與足量稀硫酸充分反應，濾出剩余固體，洗滌、干燥，稱量反應前后固體的質量．