Question

5．某興趣小組的同學(xué)圍繞著LNG船舶使用的金屬材料進行了研究．
【閱讀與思考】（1）在焊接不銹鋼管道時，通常要使用氬氣作保護氣，這是因為氬氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定．
（2）金屬在海水中易生銹腐蝕．造船工業(yè)為了避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌另外一種金屬．利用該金屬與鐵的活動性的不同，保護鐵不易被腐蝕．

【研究課題1】一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時，哪種金屬先被腐蝕呢？
【實驗設(shè)計1】將打磨后的金屬片進行如圖1所示的實驗，放置一段時間后將觀察到的現(xiàn)象及分析填入下表：

現(xiàn)象	分析
甲中：鋁片表面出現(xiàn)灰白色物質(zhì)，鐵片表面幾乎沒有明顯現(xiàn)象．	鋁與鐵在潮濕的環(huán)境中接觸，鋁首先被腐蝕．
乙中：鐵片表面出現(xiàn)紅棕色固體，銅片表面幾乎沒有明顯現(xiàn)象．	鐵與銅在潮濕的環(huán)境中接觸，鐵首先被腐蝕．

【得出結(jié)論】一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時，活動性較強填“強”或“弱”）的金屬首先被腐蝕．
【知識應(yīng)用】造船工業(yè)為避免輪船的鋼鐵外殼被腐蝕，通常在輪船外殼鑲嵌的金屬是D（填編號）．
A．銀塊      B．銅塊      C．錫塊      D．鋅塊
（3）LNG船還使用了大量的鋅銅合金．
【研究課題2】測定鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
【實驗設(shè)計2】進行如圖2所示的實驗．
（1）圖中量氣管和水準(zhǔn)管可用來測量氣體體積，為準(zhǔn)確測量氫氣的體積，在讀取量氣管中液面讀數(shù)的過程中，應(yīng)注意AB（填編號）．
A．讀數(shù)時視線與凹液面最低處相平
B．讀數(shù)前應(yīng)上下移動水準(zhǔn)管，待兩管液面相平再讀數(shù)
C．保持水準(zhǔn)管靜止，待水準(zhǔn)管中液面不再上升時再讀數(shù)
（2）實驗前，將已經(jīng)打磨過的塊狀鋅銅合金加工成碎屑，其目的是：增大和稀硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速度．
（3）實驗操作步驟：檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，再次檢查裝置的氣密性，記錄量氣管的液面位置為5mL，由A向B滴加足量試劑，待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄量氣管的液面位置為85mL；將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，用電子天平稱其質(zhì)量為0.416g．
【數(shù)據(jù)處理】該實驗條件下，氫氣的密度是0.09g•L^-1．根據(jù)上述的數(shù)據(jù)計算鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%   （請在答題卡上寫出計算過程）

Answer 1

分析 【閱讀與思考】
（1）根據(jù)氬氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可做氬氣的保護氣解答；
【實驗設(shè)計1】根據(jù)實驗現(xiàn)象分析實驗結(jié)論；根據(jù)結(jié)論分析實驗現(xiàn)象；
【得出結(jié)論】根據(jù)實驗設(shè)計一中的現(xiàn)象和分析得出結(jié)論；
【知識應(yīng)用】根據(jù)一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時，活動性較強的金屬先被腐蝕解答；
【實驗設(shè)計2】
（1）在測量氫氣體積時，為了使測量更為準(zhǔn)確，要注意上下移動水準(zhǔn)管，使左右兩管的液面相平，以使量氣管中的氣壓與大氣氣壓相等，讀數(shù)時視線應(yīng)與左管內(nèi)凹液面最低處相平，以減少觀察誤差；
（2）鋅銅合金加工成碎屑，和稀硫酸的接觸面積增大，可以加快反應(yīng)速度；
【數(shù)據(jù)處理】銅鋅合金與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積為85mL，則氫氣的質(zhì)量=0.085L×0.09g/L=0.00765g，求出合金中鋅的質(zhì)量，剩余固體就是銅，再加上剩余固體的質(zhì)量就是合金的質(zhì)量，從而可以求得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）氬氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可做氬氣的保護氣；故答案：穩(wěn)定；
【實驗設(shè)計1】甲中：鋁片表面出現(xiàn)灰白色物質(zhì)，鐵片表面幾乎沒有明顯現(xiàn)象，說明鋁與鐵在潮濕的環(huán)境中接觸，鋁首先被腐蝕，故答案：鋁；
【得出結(jié)論】乙中：鐵先被腐蝕，所以現(xiàn)象是鐵的表面出現(xiàn)紅棕色固體；故答案：紅棕色固體；
【知識應(yīng)用】一般情況下，兩種活動性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時，活動性較強的金屬先被腐蝕，所以要選用金屬活動性比鐵強的金屬鋅；故答案
：D；
【實驗設(shè)計2】
（1）讀數(shù)時，要注意視線應(yīng)于量氣管凹液面的最低處保持水平；每次讀數(shù)前應(yīng)上下移動水準(zhǔn)管，待兩管液面相平再讀數(shù)是為了防止水的壓強造成的誤差；故選AB．
（2）鋅銅合金加工成碎屑，和稀硫酸的接觸面積增大，可以加快反應(yīng)速度，故答案：增大和稀硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速度；
【數(shù)據(jù)處理】銅鋅合金與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積為85mL-5mL=80mL，則氫氣的質(zhì)量=0.08L×0.09g/L=0.0072g，
設(shè)和稀硫酸反應(yīng)的合金中鋅的質(zhì)量為x
    Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
    65             2
    x            0.0072g
$\frac{65}{x}=\frac{2}{0.0072g}$
 x=0.234g
合金的質(zhì)量為0.234g+0.416g=0.65g
所以合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.234g}{0.65g}$×100%=36%，則鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1-36%=64%
答：鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)64%．
答案：
（1）穩(wěn)定；
【實驗設(shè)計1】鋁； 紅棕色固體；
【得出結(jié)論】強；
【知識應(yīng)用】D；
【實驗設(shè)計2】（1）AB；
（2）增大和稀硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速度；
【數(shù)據(jù)處理】鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)64%

點評 本題探究了銅鋅合金中銅和鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定，完成此題，可以依據(jù)銅和鋅的性質(zhì)，根據(jù)題干提供的信息進行．本題還考查了量氣的方法，關(guān)鍵是把握實驗原理和操作方法，注重壓強知識的運用及讀數(shù)的方法．