Question

17．某研宄性小組借助A-D的儀器裝置完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)．

為了探究鍍鋅薄鐵板上的鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w （Zn）和鍍層厚度，査詢得知鋅易溶于強(qiáng)堿； Zn+2NaOH=NaZnO₂+H₂↑．據(jù)此，截取面積為S的雙面鍍鋅薄鐵板試樣，剪碎、稱得質(zhì)量為m_lg．用固體燒堿和水作試劑，擬出下列實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)．
方案甲：通過(guò)測(cè)量試樣與堿反應(yīng)生成的氫氣體積來(lái)實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)．
（1）選用B和D（填儀器標(biāo)號(hào)）兩個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）測(cè)得充分反應(yīng)后生成氫氣的體枳為VL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），w （Zn）=$\frac{65V}{22.4m{\;}_{1}}$．
（3）計(jì)算鍍層厚度，還需要檢索的一個(gè)物理量是金屬鋅的密度．
（4）若裝置B中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏，測(cè)量結(jié)果將偏大（填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）．方案乙，通過(guò)稱量試樣與堿反應(yīng)前后的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)．選用儀器做實(shí)驗(yàn)，試樣經(jīng)充分反應(yīng)，濾出不溶物、洗滌、烘干，稱得其質(zhì)量為m₂g．
（5）w（Zn）=$\frac{m{\;}_{1}-m{\;}_{2}}{m{\;}_{1}}$．
（6）從實(shí)驗(yàn)誤差度分析，方案丙劣于方案乙（“優(yōu)于”、“劣于”或“等同于”）．

Answer 1

分析 （1）Zn和Fe中只有Zn可以與NaOH產(chǎn)生氣體，通過(guò)排水收集氣體，根據(jù)反應(yīng)方程式即可算出Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）計(jì)算生成氫氣的物質(zhì)的量，根據(jù)電子守恒計(jì)算Zn的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）可以獲得Zn的質(zhì)量，如果有密度，則可以求出Zn的體積，再由Zn的截面積可求出Zn的厚度；
（4）若裝置B中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗，加入氫氧化鈉溶液排出空氣體積會(huì)計(jì)算在生成氫氣的體積之內(nèi)；
（5）鋅與氫氧化鈉反應(yīng)溶解，鐵與氫氧化鈉不反應(yīng)，所以固體減少的質(zhì)量為鋅的質(zhì)量，據(jù)此解答；
（6）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生氫氣的量較少，測(cè)量氫氣質(zhì)量帶來(lái)的誤差更大．

解答 解：（1）Zn和Fe中只有Zn可以與NaOH產(chǎn)生氣體，通過(guò)排水收集氣體，根據(jù)反應(yīng)方程式即可算出Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以需要的裝置有測(cè)H₂的體積的D裝置，
故答案為：D；
（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，可知n（Zn）=n（H₂）=$\frac{VL}{22.4L/mol}$=$\frac{V}{22.4}$mol，則w （Zn）=$\frac{\frac{V}{22.4}×65}{m{\;}_{1}}$=$\frac{65V}{22.4m{\;}_{1}}$，故答案為：$\frac{65V}{22.4m{\;}_{1}}$；
（3）有可以獲得Zn的質(zhì)量，如果有密度，則可以求出Zn的體積，再由Zn的截面積可求出Zn的厚度，
故答案為：金屬鋅的密度；
（4）恒壓式分液漏斗產(chǎn)生的氣體有部分殘留在分液漏斗上方，故排氣時(shí)收集少了，所以用普通漏斗時(shí)收集的H₂多一些，則計(jì)算出的Zn的量偏大；
故答案為：偏大；
（5）鋅與氫氧化鈉反應(yīng)溶解，鐵與氫氧化鈉不反應(yīng)，所以固體減少的質(zhì)量為鋅的質(zhì)量，則鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{m{\;}_{1}-m{\;}_{2}}{m{\;}_{1}}$；
故答案為：$\frac{m{\;}_{1}-m{\;}_{2}}{m{\;}_{1}}$；
（6）丙方案根據(jù)H₂的質(zhì)量差值，顯然誤差大，因?yàn)楫a(chǎn)生的H₂質(zhì)量很小，計(jì)算偏差大；
故答案為：劣于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)含量測(cè)定，關(guān)鍵是測(cè)定原理的理解，側(cè)重考查學(xué)生分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，注意定量實(shí)驗(yàn)中盡可能的減少誤差．