Question

5．為了測定實驗室某“銹蝕”的黃銅（銅-鋅合金）片中鋅元素的質量分數(shù)，同學們開始研究．
【收集信息】經(jīng)過處理分析，該黃銅除含有“銅、鋅”外，還附著有“氧化銅CuO、氧化鋅ZnO”
ZnO+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂O，CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
【設計方案】第一步：稱量出該合金的總質量m₁
第二步：將該合金片進行如圖所示實驗，保證合金平充分反應．

第三步：將第二步反應后的合金加入到足量的稀硫酸中，測定收集到的氣體質量m₂；
第四步：計算，得到結果．
【評價交流】
（1）托盤天平稱量時，分別稱德合金片質量為3.21g、3.2g，其中不合理的數(shù)據(jù)是3.21g．
（2）上述實驗裝置圖中，有無需要改進之處？若有，請簡要敘述具體改進意見需要將尾氣進行點燃處理．
（3）在第二步中同學們設計就了如下實驗報告，請幫助完成．

	實驗步驟	解釋或化學方程式
步驟1	實驗前：CO必須經(jīng)過驗純操作	因為CO具有可燃性，可能發(fā)生實驗事故
步驟2	過程中，先通一段時間CO2再加熱	這樣做的目的是將玻璃管內的空氣排盡，防止加熱發(fā)生爆炸
步驟3	完全反應后，停止加熱，繼續(xù)通CO至室溫	反應結束后，還要繼續(xù)通CO至室溫的目的是：防止金屬氧化物被重新氧化A裝置中發(fā)生的化學反應方程式有CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO2（任寫一個）

（4）有同學認為：“這個方案中不需要第二步，只進行第一、第三、第四步，也可以達到最初的實驗目的”．你認為他們的說法正確嗎？不正確說明你的理由將樣品直接與稀硫酸反應生成的氫氣質量偏小，導致鋅元素的質量分數(shù)偏低
（5）有同學提出：在上述步驟2的“實驗過程中，先通一段時間CO₂再加熱”這里“先通如的氣體為CO，不是最佳的”，因為在“先通入一段時間的過程中”，可能導致一氧化碳和氧氣的混合氣發(fā)生爆炸．你覺得可以改為先通入氮氣更安全．
【實驗結論】銹蝕黃銅中鋅元素的質量分數(shù)為$\frac{32.5{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%（用方案中的字母表示）

Answer 1

分析 【評價交流】
（1）根據(jù)天平的精確度是0.1g進行分析；
（2）根據(jù)一氧化碳有毒進行分析；
（3）根據(jù)一氧化碳具有可燃性，和空氣混合點燃，可能發(fā)生爆炸，一氧化碳具有還原性，可以將金屬氧化物還原進行分析；
（4）根據(jù)樣品直接與稀硫酸反應，不能計算氧化鋅中的鋅進行分析；
（5）根據(jù)一氧化碳具有可燃性，氮氣的化學性質不活潑進行分析；
【實驗結論】根據(jù)生成的氫氣的質量計算鋅的質量，然后求出質量分數(shù)．

解答 解：【評價交流】
（1）天平的精確度是0.1g，所以不合理的數(shù)據(jù)是3.21g；
（2）一氧化碳有毒，所以具體改進意見是需要將尾氣進行點燃處理；
（3）一氧化碳具有可燃性，和空氣混合點燃，可能發(fā)生爆炸，一氧化碳具有還原性，可以將金屬氧化物還原，

	實驗步驟	解釋或化學方程式
步驟1	實驗前：CO必須經(jīng)過驗純操作	因為CO具有可燃性，可能發(fā)生實驗事故
步驟2	過程中，先通一段時間CO2再加熱	這樣做的目的是將玻璃管內的空氣排盡，防止加熱發(fā)生爆炸
步驟3	完全反應后，停止加熱，繼續(xù)通CO至室溫	反應結束后，還要繼續(xù)通CO至室溫的目的是：防止金屬氧化物被重新氧化，A裝置中發(fā)生的化學反應方程式有CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO2

（4）樣品直接與稀硫酸反應，不能計算氧化鋅中的鋅，所以他們的說法不正確，理由是：將樣品直接與稀硫酸反應生成的氫氣質量偏小，導致鋅元素的質量分數(shù)偏低；
（5）一氧化碳具有可燃性，氮氣的化學性質不活潑，所以可能導致一氧化碳和氧氣的混合氣發(fā)生爆炸，覺得可以改為先通入氮氣更安全；
【實驗結論】設黃銅中的鋅為x，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65             2
 x             m₂g
  $\frac{65}{x}$=$\frac{2}{{m}_{2}g}$
  x=32.5m₂g
所以新元素的質量分數(shù)為：$\frac{32.5{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%．
故答案為：【評價交流】（1）3.21g；
（2）需要將尾氣進行點燃處理；
（3）

	實驗步驟	解釋或化學方程式
步驟1	驗純	可燃
步驟2		將玻璃管內的空氣排盡，防止加熱發(fā)生爆炸
步驟3		防止金屬氧化物被重新氧化，CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO2

（4）將樣品直接與稀硫酸反應生成的氫氣質量偏小，導致鋅元素的質量分數(shù)偏低；
（5）一氧化碳和氧氣的混合氣發(fā)生爆炸，氮氣；
【實驗結論】$\frac{32.5{m}_{2}}{{m}_{1}}$×100%．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結合學過的知識和題中所給的知識進行分析解答．