Question

社会上曾经出现过有些不法分子用假金元宝骗取路人财物的案件．假设假金元宝为Cu和Zn的合金．甲、乙、丙三位同学为了测定假金元宝中锌的质量分数设计了如下实验步骤：
①连接装置并检查装置的气密性；
②向试管B中加入假金元宝样品粉末；
③准确操作，记录C中液面刻度（C为带有刻度的量气管，D为可上下移动的水准管）；
④由A向B中滴加稀盐酸至过量；
⑤B中不在有气体产生并恢复至室温后，准确操作，记录C中液面刻度，计算得到气体的体积为VmL．
（1）B中发生的化学反应的化学方程式______．
（2）如何向试管B中加粉末状药品______．
（3）连接A、B的橡胶管的作用①______，②______．
（4）甲同学在不改变实验装置的情况下，如何在加入试剂前检查装置的气密性______．
（5）甲同学发现试验中缺少某一步骤，导致缺少某一数据而无法计算，，该步骤是：______，假设此步骤测得的数据用a表示，请结合以上数据计算锌的质量分数为______（所测数据如为质量，单位为克，如为体积，单位为毫升）．

（6）以上是乙、丙两位同学做上述实验的装置，且在步骤⑤读数时装置所处的稳定状态图，则将会对实验结果产生的影响是（假设其余步骤完善且操作准确无误）：乙______，丙______（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Answer

利用假金元宝中锌能与稀盐酸发生置换反应放出氢气，通过所设计的实验装置，测定反应放出氢气的体积，从而得到反应生成氢气的质量，根据反应的化学方程式，由氢气质量计算反应所耗金属锌的质量，从而求得样品中锌的质量分数．实验中准确测定氢气的体积是保证计算结果正确的关键，而所加入稀盐酸的体积、读数时液面高度不一致所产生的压强都会影响到氢气体积的测定，从而对实验测定结果产生不同程度的影响．
【解析】
（1）假金元宝为Cu和Zn的合金，其中锌能与所加入的稀盐酸发生反应，生成氯化锌和氢气，反应的化学方程式为Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑；
（2）向试管内加入粉末状固体药品时，为防止药品沾在试管壁上，应使用药匙或纸槽将粉末送入试管底部，然后慢慢竖起试管，使药品集中于试管底部；
（3）使用橡胶管连接A、B，可使两仪器内压强相同，能使液体顺利流入试管；该连接还可使整套装置形成一个封闭体系，最终所测定的气体体积不会受到所加入稀盐酸体积的影响；
（4）为检验装置气密性，应使装置内气体压缩而造成装置内压强增大，因此应从D管加入适量的水，然后向上移动D管，使C、D两管出现液面差，从而使装置内气体被压缩，若两管内液面差保持不变，则装置气密性良好；
（5）假金元宝中锌的质量分数即所含锌的质量与样品的质量比，而实验过程中没有对样品的质量进行称量，而导致无法完成计算；
设生成VmL氢气时，反应消耗锌的质量为x
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑
65             2
x            V×10-3×ρ
=
x=g
假金元宝中锌的质量分数=×100%=%
（6）乙同学读取数据时，D管内液面高于C管形成了一段液柱，液柱产生的压强会使气体体积偏小，由此所计算的锌的质量分数偏小；丙同学的装置随稀盐酸的加入，所加入稀盐酸的体积会导致所测定的气体体积偏大，由此所计算的锌的质量分数偏大．
故答案为：
（1）Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑；
（2）试管横放，用药匙（或纸槽）将药品送至试管底部，慢慢竖起试管；
（3）使分液漏斗内压强与试管内压强相同，有利于液体顺利流下；排除向加入盐酸体积对气体体积的影响，减小误差；
（4）从D管加入适量水，向上移动D管，若C、D两管内液面差保持稳定，则装置气密性良好；
（5）称量所取样品的质量；%；
（6）乙：偏小；丙：偏大．