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．小華同學從家里帶來了黃銅碎片，準備與同學們一起來測量其中的銅含量．他們決定先測定黃銅與酸反應產(chǎn)生的氫氣的量，再計算．
①小華用設計出的上圖A 方案測定：
Ⅰ．稱量黃銅樣品、錐形瓶及稀硫酸的質量．
Ⅱ．黃銅樣品放入錐形瓶并倒入稀硫酸．
Ⅲ．待反應完畢后再測錐形瓶和反應后混合物的總質量，反應前后總質量差為產(chǎn)生氫氣的質量．
②小海對小華的設計提出改進建議：在上述方案中的錐形瓶上加一裝有干燥劑的干燥管，測定反應前后裝置的質量差．請你說明小海進行改進的理由是：反應過程中有水蒸氣隨著氫氣逸出．
③歡歡同學為了測定黃銅樣品組成，取四份樣品分別加稀硫酸反應，其實驗數(shù)據(jù)記錄如表．

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

試計算：
Ⅰ．經(jīng)分析，在第1 份樣品測得的數(shù)據(jù)中，硫酸（填物質名稱）完全反應了．
Ⅱ．計算稀硫酸的質量分數(shù)為49%．（要求有簡單解題過程，下同）
Ⅲ．計算黃銅樣品中的鋅的質量分數(shù)65%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵和水，鐵和鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣進行分析；
（2）②根據(jù)生成氫氣的同時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)，當硫酸的質量增加時，氣體的質量也在增加，說明第一份中金屬沒有完全反應，也說明硫酸完全反應；
II、根據(jù)化學方程式和生成氫氣的質量進行計算；
III、比較第三份和第四份可以發(fā)現(xiàn)，當硫酸的質量增加時，氣體的質量保持不變，說明合金完全反應放出氣體的質量是1克，然后依據(jù)化學方程式進行計算．

解答 解：（1）氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵和水，鐵和鹽酸反應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)生氣泡的化學方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（2）②因為當氫氣逸出來的同時，水蒸氣也會隨氫氣逸出來，所以前后兩次質量差也包含氫氣所帶出的水蒸氣的質量；
③I、第一份和第二份比較可以發(fā)現(xiàn)，當硫酸的質量增加時，氣體的質量也在增加，說明第一份中金屬沒有完全反應，也說明硫酸完全反應；
Ⅱ、設硫酸的質量分數(shù)為y
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
    98          2
   y×40g       0.4g
  $\frac{98}{y×40g}$=$\frac{2}{0.4g}$
   y=49%
Ⅲ、設參加反應的鋅的質量為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量分數(shù)為：$\frac{32.5g}{50g}$×100%=65.0% 
答：黃銅屑樣品中的鋅的質量分數(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反應過程中有水蒸氣隨著氫氣逸出，導致測定結果偏低；
③Ⅰ、硫酸；
Ⅱ、硫酸的質量分數(shù)為49%；
Ⅲ、黃銅屑樣品中的鋅的質量分數(shù)為65%．

點評 本題是有關金屬知識的考查題，題目中涉及的知識點以及應用較多，能夠較好的對相關知識進行訓練和考查．