Question

（2009?静安区二模）白铁即镀锌铁皮，某学习小组的三位同学为了测定锌镀层的厚度，提出了各自的设计方案．
Ⅰ．甲同学的方案是，先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉，通过差量算出锌的质量，然后再由查得的锌密度算出锌层的体积，最后由体积除以镀锌铁皮面积算得锌层厚度．
（1）配制1mol/L的盐酸100mL，需取用36.5%（ρ=1.181g/cm³）的盐酸

8.5

mL；配制过程中要用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有

100mL容量瓶、胶头滴管

．
（2）将相同大小相同厚度的普通锌片和镀锌铁皮放入两只试管，各加入同量1mol/L的盐酸，观察镀锌铁皮比普通锌片与盐酸反应速率更快，产生此现象的原因是

镀锌铁皮发生了原电池反应

；在翻动横放在烧杯中镀锌铁皮时，发现溶液上方的锌层变薄的速率比下方的锌层快得多，其原因可能是

下方的气泡阻止了酸液与锌层的接触

．
（3）判断镀锌铁皮表面锌恰好反应的现象是

产生气泡的速率明显下降

．
Ⅱ．乙同学的意见及方案．
（1）意见：因为难以避免铁也会反应，所以甲同学测出锌的厚度会

偏大

（选填偏大或偏小）．
（2）方案：通过查阅资料，知道Zn（OH）₂既可以和酸反应又可以和碱反应，于是设计了如下方案：

步骤③的操作是

过滤、洗涤

；若使用的镀锌铁片的质量为28.156g，最后称得灼烧后固体的质量为40.000g，镀锌铁片的长5.10cm，宽5.00cm，锌的密度ρ=7.14g/cm³，则锌镀层的厚度为

4.30×10^-4

cm．
Ⅲ．丙同学查得Fe（OH）₂、Zn（OH）₂开始沉淀的pH分别为6.5和5.6，认为也可用容量法（即滴定法）检测且准确度更高．该方法的要点是：准确称取m g白铁，加入过量c mol/L的盐酸bml，再用标准NaOH溶液滴定过量的盐酸，为了防止生成沉淀，应选用的指示剂是

c

（选填序号）．
a．酚酞      b．石蕊     c．甲基橙．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）根据溶液稀释前后溶质的物质的量不变计算所需溶液体积，配制溶液需要量取、稀释、移液、洗涤、定容和摇匀等步骤，根据各步骤所需仪器判断；
（2）镀锌铁皮发生了原电池反应，电化学反应速率较大；
（3）由于锌比铁活泼，当反应速率明显降低时，可说明镀锌铁皮表面锌恰好反应；
Ⅱ（1）如铁参与反应，测得质量差值较大，结果偏大；
（2）镀锌铁片和盐酸反应生成氯化亚铁和氯化锌，加入过量氢氧化钠溶液，生成沉淀为氢氧化铁，灼烧后为氧化铁，根据固体的质量可计算铁和锌的质量，根据体积和密度可计算锌镀层的厚度；
Ⅲ为了防止生成沉淀，应使溶液pH小于5.6．

解答：解：Ⅰ（1）配制1mol/L的盐酸100ml，n（HCl）=0.1mol，则m（HCl）=0.1mol×36.5g/mol=3.65g，
需取用36.5%（ρ=1.181g/cm³）的盐酸的体积为

3.65g 36.5%

1.181g/mL

=8.5mL，
配制溶液需要量取、稀释、移液、洗涤、定容和摇匀等步骤，则需要的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶，
故答案为：8.5；100mL容量瓶、胶头滴管；
（2）镀锌铁皮发生了原电池反应，电化学反应速率较大，在翻动横放在烧杯中镀锌铁皮时，发现溶液上方的锌层变薄的速率比下方的锌层快得多，其原因可能是下方的气泡阻止了酸液与锌层的接触，
故答案为：镀锌铁皮发生了原电池反应；下方的气泡阻止了酸液与锌层的接触；
（3）当锌镀层完全反应后就是铁与盐酸反应，由于锌和铁的活泼性不同，反应速率就不同，可观察到产生气泡的速率明显下降，
故答案为：产生气泡的速率明显下降；
Ⅱ（1）如铁参与反应，测得质量差值较大，结果偏大，
故答案为：偏大；
（2）将沉淀从溶液中分离出，可经过滤操作，经洗涤后可得到纯净的氢氧化铁固体，
最后称得灼烧后固体的质量为40.000g，为氧化铁的质量，则铁的质量为

112

160

×40.000g=28g，
镀锌铁片的质量为28.156g，则锌的质量为28.156g-28g=0.156g，
设锌镀层的厚度为为h，
则2×5.10×5.00×h×7.14=0.156，
h=4.30×10^-4，
故答案为：过滤、洗涤；4.30×10^-4；
Ⅲ为了防止生成沉淀，应使溶液pH小于5.6，则只有甲基橙符合，
故答案为：c．

点评：本题考查较为综合，涉及化学实验的设计、分析与评价，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力、计算能力和实验能力的考查，要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论，有利于培养学生的综合实验能力，提升学生的科学素养．