Question

【題目】天然氣作為清潔能源已成為我國(guó)現(xiàn)代化城市的首選燃料，LNG船是低溫運(yùn)輸天然氣的專用船舶，被喻為世界造船“皇冠上的明珠”。某興趣小組的同學(xué)圍繞著船舶使用的金屬材料進(jìn)行了研究。

（1）在焊接不銹鋼管道時(shí)，通常要使用氬氣作保護(hù)氣，這是因?yàn)闅鍤獾幕瘜W(xué)性質(zhì)_________。

（2）金屬在海水中易生銹腐蝕（鐵生銹會(huì)得到紅棕色的固體）。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(dòng)性的不同，保護(hù)鐵不易被腐蝕。

（研究課題1）一般情況下，兩種活動(dòng)性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時(shí)，哪種金屬先被腐蝕呢？

（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1）將打磨后的金屬片進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)，

放置一段時(shí)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(méi)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)___________，銅片表面幾乎沒(méi)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(dòng)性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時(shí)，活動(dòng)性較___________（填“強(qiáng)”或“弱”）的金屬首先被腐蝕。

（知識(shí)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_____（填編號(hào)）

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(cè)定鋅銅合金中鋅、銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2）進(jìn)行如圖所示的實(shí)驗(yàn)。

①圖中量氣管和水準(zhǔn)管可用來(lái)測(cè)量氣體體積，為準(zhǔn)確測(cè)量氫氣的體積，在讀取量氣管中液面讀數(shù)的過(guò)程中，應(yīng)注意________（填字母）。

A 讀數(shù)時(shí)視線與凹液面最低處相平

B 讀數(shù)前應(yīng)上下移動(dòng)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(shí)再讀數(shù)

②實(shí)驗(yàn)前，將已經(jīng)打磨過(guò)的塊狀鋅銅合金加工成碎屑，其目的是：________。

③實(shí)驗(yàn)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(guò)濾，洗滌，干燥，用電子天平稱其質(zhì)量為0.416克。

（數(shù)據(jù)處理）該實(shí)驗(yàn)條件下，氫氣的密度是0.09gL-1。根據(jù)上述的數(shù)據(jù)計(jì)算鋅銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_______。（請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

（誤差分析）如果操作規(guī)范，計(jì)算正確，但通過(guò)本方案測(cè)出的銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算值總是低于真實(shí)值，其主要原因是：____________。

Answer 1

【答案】穩(wěn)定 紅棕色固體 強(qiáng) D AB 增大和稀硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速度 64% 加入的稀硫酸占了一部分體積

【解析】

(1)因?yàn)闅逶�子的最外層電子�?shù)為8，達(dá)到了穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此，由氬原子構(gòu)成的氬氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，故填寫(xiě)：穩(wěn)定；

(2)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；

(3)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表可知，鋁比鐵活潑，鐵比銅活潑，一般情況下，兩種活動(dòng)性不同的金屬在潮濕的環(huán)境中接觸時(shí)，活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬先被腐蝕，故填寫(xiě)：強(qiáng)；

(4)由(3)解析可知，要選用金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng)的金屬鋅；故答案：D；

(5)讀數(shù)時(shí)，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(dòng)水準(zhǔn)管，待兩管液面相平再讀數(shù)，是為了防止水的壓強(qiáng)造成的誤差，故選AB；

(6)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；

(7)銅鋅合金與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積85mL-5mL=80mL，則氫氣的質(zhì)量=0.080L×0.09g/L=0.0072g，

解：設(shè)和稀硫酸反應(yīng)的合金中鋅的質(zhì)量為x

合金的質(zhì)量為0.234g+0.416g=0.65g

所以，合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)×100%=64%

故填寫(xiě)：64%；

(8)利用上述實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量結(jié)果總會(huì)偏小，原因是加入的稀硫酸占了一部分體積

。