Question

10．某校學(xué)生學(xué)習(xí)金屬后做如下探究：
①用一定量AgNO₃溶液進(jìn)行了如圖甲實(shí)驗(yàn)．

Ⅰ．向固體乙上滴加鹽酸沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，則固體乙的組成是銀或銀和銅．
Ⅱ．溶液甲呈藍(lán)色，溶液甲中一定含的溶質(zhì)是Cu（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂．
使溶液呈藍(lán)色的化學(xué)反應(yīng)是Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag （寫化學(xué)方程式），該反應(yīng)的基本類型是置換反應(yīng)．
②稱取銅粉和鋅粉混合物10.0克，逐滴滴入100克稀硫酸溶液，實(shí)驗(yàn)情況如圖乙所示．
Ⅰ．混合物中Zn的物質(zhì)的量是0.1mol．
Ⅱ．稀硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 ①根據(jù)金屬活動(dòng)性順序及其運(yùn)用分析．排在氫之前的金屬可與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，排在前面的金屬（除鉀、鈣、鈉外）可將排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)結(jié)合實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析．
②根據(jù)題意，鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣；由反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)情況圖，完全反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為3.5g，即銅鋅合金樣品中含銅的質(zhì)量為3.5g；則鋅的質(zhì)量為10g-3.5g=6.5g；由參加反應(yīng)的鋅的質(zhì)量，計(jì)算出參加反應(yīng)硫酸的質(zhì)量，進(jìn)而可計(jì)算出所用稀硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：①實(shí)驗(yàn)后，溶液甲呈藍(lán)色，說(shuō)明含有銅鹽，則鋅粉不足，因此向固體乙上滴加鹽酸時(shí)沒(méi)有氣泡產(chǎn)生；由金屬活動(dòng)性順序及其運(yùn)用可知，金屬活動(dòng)性Al＞Zn＞Cu＞Ag，所以鋅粉優(yōu)先與AgNO₃發(fā)生反應(yīng)，銅粉后與AgNO₃發(fā)生反應(yīng)，由于鋅粉量的不足，沒(méi)有把硝酸銅溶液中的銅置換出來(lái)，因此溶液甲一定含有反應(yīng)生成的Zn （NO₃）₂和剩余的Cu（NO₃）₂，可能含有AgNO₃，濾渣中一定含有被置換出的銀，可能含有銅，由以上分析可知，
Ⅰ．由于鋅不足，因此向固體乙上滴加鹽酸時(shí)沒(méi)有氣泡產(chǎn)生；固體乙中金屬的成分是銀或銀和銅；
Ⅱ．溶液甲中一定含有的溶質(zhì)是Cu（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂；使溶液呈藍(lán)色的化學(xué)反應(yīng)是Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag （寫化學(xué)方程式），該反應(yīng)的基本類型是置換反應(yīng)；
②Ⅰ．由反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)情況圖，完全反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為3.5g，即銅鋅合金樣品中含銅的質(zhì)量為3.5g，則鋅的質(zhì)量為10g-3.5g=6.5g，故混合物中Zn的物質(zhì)的量是$\frac{6.5g}{65g/mol}$=0.1mol．
Ⅱ．設(shè)反應(yīng)中消耗稀硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x，
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
65  98
6.5g x
則$\frac{65}{98}=\frac{6.5g}{x}$，解得x=9.8g．
所用稀硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{9.8g}{50g}$×100%=19.6%．
答：所用稀硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是19.6%．
故答案為：
①Ⅰ． 銀或銀和銅．
Ⅱ． Cu（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂． Cu+2AgNO₃=Cu（NO₃）₂+2Ag，置換反應(yīng)．
②Ⅰ． 0.1．Ⅱ．19.6%

點(diǎn)評(píng) 本題考查了金屬活動(dòng)性順序的運(yùn)用，主要考查了對(duì)金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用和理解，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和解決問(wèn)題的能力；掌握根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算即可正確解答本題．