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(2012•阳朔县二模)铜基材是芜湖材料产业的另一亮点.安徽鑫科材料股份有限公司拥有近20项国家级科研成果和发明专利,其中一种“铜锌合金”获得省科技进步奖.我市某校某班同学分
问题描述:

(2012•阳朔县二模)铜基材是芜湖材料产业的另一亮点.安徽鑫科材料股份有限公司拥有近20项国家级科研成果和发明专利,其中一种“铜锌合金”获得省科技进步奖.我市某校某班同学分两组对这种合金进行了如下探究:

(1)提出问题:该铜锌合金中含铜量是多少?

(2)知识准备:已有知识:

①锌能与盐酸反应,化学方程式是:Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑;

②铁可以从Cu(NO3)2溶液中把铜置换出来,反应的化学方程式是:Fe+Cu(NO3)2═Cu+Fe(NO3)2Fe+Cu(NO3)2═Cu+Fe(NO3)2.

查阅资料:

①该合金结构紧密,所含的锌只有部分与盐酸反应;

②该合金能全部溶于稀硝酸,生成Cu(NO3)2和Zn(NO3)2

(3)设计并进行实验:

甲组同学:称取7.4g合金,放人足量的盐酸中直到反应停止,收集到0.02g氢气.(设计思路:根据锌与盐酸反应生成氢气的质量求出锌的质量,再计算合金的含铜量.)

乙组同学:称取7.4g合金,放入足量的稀硝酸中,全部溶解后;加入足量的铁.完全反应,得到6.66g铜.

(设计思路:用稀硝酸将合金中锌、铜全都转化成Cu(NO3)2和Zn(NO3)2,再用铁将其中的铜置换出来,计算合金的含铜量.)

(4)根据两组同学的实验结果,请你帮助他们分别计算出合金中铜的质量分数:

甲组同学:91.2%91.2%;

乙组同学:90%90%.

(5)反思和评价:甲同学甲同学组的实验方案不合理,原因是该合金结构紧密,所含的锌只有部分与盐酸反应该合金结构紧密,所含的锌只有部分与盐酸反应.

樊建荣回答:
  (2)已有知识:①锌能与盐酸反应生成氯化锌和氢气,该反应的化学方程式为:Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑;   ②铁可以从Cu(NO3)2溶液中把铜置换出来同时生成硝酸亚铁,该反应的化学方程式为:Fe+Cu(NO3)2═Cu+Fe(NO3)2.   (4)甲组同学:设锌的质量为x   Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑   65 2   x 0.02g   65x=20.02g   解得:x=0.65g   所以铜的质量分数为:7.4g−0.65g7.4g×100%=91.2%   乙组同学:铜的质量分数为:6.66g7.4g×100%=90%.   (5)反思和评价:根据查阅的资料可以知道:该合金结构紧密,所含的锌只有部分与盐酸反应,所以可以判断甲同学的方案不合理.   故答案为:(2)Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑;   ②Fe+Cu(NO3)2═Cu+Fe(NO3)2.   (4)91.2%;90%.   (5)甲同学;该合金结构紧密,所含的锌只有部分与盐酸反应.
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