Question

14．教室门所包的镀锌铁皮，俗称“白铁皮”，小郑对“白铁皮”进行如下探究：
【探究一】比较锌铁金属活动性

步　骤	现　象	结　论
往大小相同的纯锌片和纯铁片中分别加入等质量、等溶质质量分数的稀盐酸	锌片产生气泡快 铁片产生气泡慢	金属锌的活动性大于铁的活动性

【探究二】镀锌层的作用
取两片大小相同的白铁皮，将其中一片用砂纸打磨去除镀锌层，另一片未做任何处理，按如图进行实验：

【回答问题】
镀锌铁皮更耐腐蚀，此现象与下列因素有关的是C（填字母）．
A．锌的硬度大小
B．锌的熔点大小
C．锌在空气中更容易与氧气反应在表面形成致密的氧化膜
【探究三】测定该白铁皮中铁的含量（忽略镀锌层的氧化）
【查阅资料】氯化锌、氯化亚铁都能与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化锌、氢氧化亚铁，但氢氧化锌可溶解于过量的氢氧化钠溶液中，氢氧化亚铁却不会溶解于过量的氢氧化钠溶液中．
方案一  用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉，通过测定反应前后固体质量差计算出铁的质量．该方案存在的问题是：由于铁也会与盐酸反应产生氢气，因此很难判断什么时候锌正好反应掉而铁没有反应．
方案二  通过以下实验流程测定白铁皮中铁的含量

（1）配制500g 5%的盐酸，需要36%的盐酸（密度为1.18g/cm³）58.0 mL（精确到0.1）．
（2）氢氧化锌[Zn（OH）₂]与过量的氢氧化钠溶液反应生成锌酸钠（Na₂ZnO₂）和水，该反应的化学方程式为：Zn（OH）₂+2NaOH=Na₂ZnO₂+2H₂O．
（3）步骤③是清洗沉淀物，去除沉淀上残留的氢氧化钠等物质，要证明沉淀已洗净的方法是：取洗涤液，滴入酚酞溶液，若溶液变为红色，则沉淀未洗净；反之，则沉淀已洗净．
（4）取4.4g白铁皮，经过以上流程得到6.0gFe₂O₃．试计算该白铁皮中铁的含量为95.5%（精确到0.1%）

Answer 1

分析 【探究一】：根据金属活动性强的金属与酸反应放出氢气的速率快进行解答；
【回答问题】根据锌在空气中更容易与氧气反应在表面形成致密的氧化膜进行解答；
方案一：根据铁也会与盐酸反应产生氢气，因此很难判断什么时候锌正好反应掉而铁没有反应进行解答；
（1）根据溶质质量不变进行解答；
（2）根据氢氧化锌[Zn（OH）₂]与过量的氢氧化钠溶液反应生成锌酸钠（Na₂ZnO₂）和水进行解答；
（3）根据氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红进行解答；
（4）根据氧化铁中铁元素的质量求出该白铁皮中铁的含量即可．

解答 解：【探究一】：金属活动性强的金属与酸反应放出氢气的速率快，锌片产生气泡快，铁片产生气泡慢，可知金属锌的活动性大于铁的活动性；故填：金属锌的活动性大于铁的活动性；
【回答问题】锌在空气中更容易与氧气反应在表面形成致密的氧化膜，所以镀锌铁皮更耐腐蚀；故选：C；
方案一：由于铁也会与盐酸反应产生氢气，因此很难判断什么时候锌正好反应掉而铁没有反应；故填：由于铁也会与盐酸反应产生氢气，因此很难判断什么时候锌正好反应掉而铁没有反应；
（1）设需取用36.5%（ρ=1.18g/cm³）的盐酸的体积为x
5%×500g=36.5%×x×1.18g/cm³
x=58.0mL
故答案为：58.0；
（2）氢氧化锌[Zn（OH）₂]与过量的氢氧化钠溶液反应生成锌酸钠（Na₂ZnO₂）和水，该反应的化学方程式为：Zn（OH）₂+2NaOH=Na₂ZnO₂+2H₂O；故填：Zn（OH）₂+2NaOH=Na₂ZnO₂+2H₂O；
（3）氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红，取洗涤液，滴入酚酞溶液，若溶液变为红色，则沉淀未洗净；反之，则沉淀已洗净；故填：取洗涤液，滴入酚酞溶液，若溶液变为红色，则沉淀未洗净；反之，则沉淀已洗净；
（4）6.0g Fe₂O₃中铁元素的质量=6.0g×$\frac{56×2}{56×2+16×3}$=4.2g
该白铁皮中铁的含量=$\frac{4.2g}{4.4g}$×10%=95.5%
答：该白铁皮中铁的含量为95.5%．
故填：95.5%

点评 此题通过多个实验设计来验证铁片镀锌的厚度，要从实验的可操作性，严密性，准确性等方面进行分析解答．