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“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一。镀锌层犹如铁皮的保护层,这层膜的厚度及均匀度也成了判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮的厚度,设计了下面的实验方案:

方案一:取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮),将镀锌铁皮A放入烧杯中,加入40 mL 6 mol·L1盐酸,反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,待锌镀层反应完全时,立即将未反应的铁皮取出,洗涤、小心烘干、称量。将B、C重复上面的实验。

(1)锌镀层完全反应的标志是

________________________________________________________________________。

(2)如何检验铁片已经洗净

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)该小组的实验数据记录及数据处理如下,完成下列表格。(锌的密度为7.14 g/cm3)

 

数据记录

数据处理

镀锌铁皮

长度/cm

宽度/cm

镀锌铁皮质量/g

铁皮质量/g

锌镀层厚度(单侧)/cm

锌镀层平均厚度(单侧)/cm

A

5.00

4.90

4.460

4.313

4.201×104

 

B

5.10

5.00

4.421

4.267

4.229×104

C

5.20

5.00

4.640

4.467

4.660×104

计算镀锌铁皮锌镀层平均厚度(单侧)________cm。本实验中产生误差的地方可能有哪些(任意列举两

种)________________________________________________________________________

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

方案二:已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为:Zn+2OH+2H2O===[Zn(OH)4]2+H2↑。某同学按下图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S cm2、质量为m g的镀锌铁皮放入6 mol·L1 NaOH溶液中。回答下列问题。

(4)装置中导管a的作用是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录C的液面位置;②待B中不再有气体产生并恢复至室温;③由A向B中滴加足量NaOH溶液;④上下移动C,使干燥管和C中液面相平。上述操作的顺序是

____________________________________________________(填序号)。

(6)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL(实验条件下的气体摩尔体积为Vm  L·mol1)。则镀锌铁皮的厚度为

________________________________________________________cm。(写出数学表达式)

 

【答案】

(1)产生气泡的速率突然减小

(2)取最后一次洗涤液,加入AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则铁片已洗净(或用玻璃棒蘸取最后一次洗涤液,滴在蓝色石蕊试纸上,若不变红色,则铁片已洗净)

(3)4.215×104 镀锌铁皮长、宽测量;反应前后铁皮质量称量;终点判断;反应后铁皮洗涤;铁皮烘干程度(任选两个)

(4)使分液漏斗和锥形瓶内气压相同,以便于NaOH溶液能顺利滴下

(5)④①③②④①(回答④①③②也可)

(6)h

【解析】

试题分析:(1)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。

(2)从溶液中取出的铁片必然带有盐酸及其盐,当洗净时也就是不再含有盐酸及其盐,所以检验铁片是否洗净就是检验氯离子,也可检验其酸性。

(3)由三组所列锌镀层厚度数据来看,第三组数据与另两组有较大差距,应舍去,取前两组数据取平均值得4.215×104 cm;本实验中产生误差的地方可能有:长度和宽度的测量,质量的测量,恰好反应的判断,反应后铁皮的洗涤是否干净、烘干是否彻底等。

(4)随着分液漏斗内的液体不断流下,其内部压强变小,不利于液体流下。

(5)本实验的关键是测量气体的体积。根据此装置的原理,应两次记录C中的读数,取其差值就是所得气体的体积,所以第一步就应该是④。

(6)V(H2)=(V2V1) mL,n(Zn)=n(H2)=(V2V1)/(1000·Vm),m(Zn)=65 g·mol1n(Zn),锌的密度是7.14 g·cm3V(Zn)=m(Zn)/7.14,由于铁片表面有上、下两层,所以每一层的厚度hV(Zn)/2S,代入即得答案。

考点:考查化学实验的设计、分析与评价

点评:化学是一门以实验为基础的学科,所以有化学实验即科学探究之说法。纵观近几年高考,主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题,综合性强,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,这就要求学生必须认真、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。

 

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

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方案一:取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮),将镀锌铁皮A放入烧杯中,加入40mL 6mol?L-1盐酸,反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,待锌镀层反应完全时,立即将未反应的铁皮取出,洗涤、小心烘干、称量.将B、C重复上面的实验.
(1)锌镀层完全反应的标志是
反应速率突然减小
反应速率突然减小

(2)如何检验铁片已经洗净
取最后一次的洗出液,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀,则铁片乙洗净
取最后一次的洗出液,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀,则铁片乙洗净

方案二:已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为:Zn+2OH-+2H2O=[Zn(OH)4]2-+H2↑.某同学按图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S cm2、质量为mg的镀锌铁皮放入6mol?L-1 NaOH溶液中.回答下列问题:
(3)装置中导管a的作用是
使分液漏斗和锥形瓶内气压相同,氢氧化钠溶液能顺利滴下
使分液漏斗和锥形瓶内气压相同,氢氧化钠溶液能顺利滴下

(4)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:
①记录C的液面位置;②待B中不再有气体产生并恢复至室温;③由A向B中滴加足量NaOH溶液;④上下移动C,使干燥管和C中液面相平.
上述操作的顺序是
④①③②④①
④①③②④①
(填序号).
(5)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL(已知Zn的密度为7.14g/cm3,实验条件的气体摩尔体积为Vm L/mol).则镀锌铁皮的镀层厚度为
V1-V2
1000Vm
×65
2S×7.14
V1-V2
1000Vm
×65
2S×7.14
cm.(写出数学表达式)

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科目:高中化学 来源:2012届吉林省吉林一中高三上学期期末质量检测化学试卷 题型:实验题

“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一。镀锌层犹如铁皮的保护层,这层膜的厚度及均匀度也成了判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮的厚度,设计了下面的实验方案:
方案一:取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮),将镀锌铁皮A放入烧杯中,加入40mL 6mol·L1盐酸,反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,待锌镀层反应完全时,立即将未反应的铁皮取出,洗涤、小心烘干、称量。将B、C重复上面的实验。
(1)锌镀层完全反应的标志是                                              
(2)如何检验铁片已经洗净                                                    
                                                                    
方案二:已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为:Zn+2OH+2H2O=[Zn(OH)4]2+H2↑。某同学按右图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S cm2、质量为mg的镀锌铁皮放入6mol·L1  NaOH溶液中。回答下列问题:

(3)装置中导管a的作用是                                  
(4)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:
①记录C的液面位置;②待B中不再有气体产生并恢复至室温;③由A向B中滴加足量NaOH溶液;④上下移动C,使干燥管和C中液面相平。
上述操作的顺序是                 (填序号)。
(5)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL(已知Zn的密度为7.14g/cm3,实验条件的气体摩尔体积为Vm L / mol)。则镀锌铁皮的镀层厚度为                     cm。(写出数学表达式)

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科目:高中化学 来源:浙江省期末题 题型:实验题

“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一。镀锌层犹如铁皮的保护层,这层膜的厚度及均匀度也成了判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮的厚度,设计了下面的实验方案:
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6mol·L-1盐酸,反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,待锌镀层反应完全时,立即将未反应的铁皮取出,洗涤、小心烘干、称量。将B、C重复上面的实验。
(1)锌镀层完全反应的标志是_____________________。
(2)如何检验铁片已经洗净___________________________________。
方案二:已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为:Zn+2OH-+2H2O=[Zn(OH)4]2-+H2↑。某同学按下图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为Scm2、质量为mg的镀锌铁皮放入
6mol·L-1NaOH溶液中。回答下列问题
(3)装置中导管a的作用是_____________________。
(4)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:
①记录C的液面位置;
②待B中不再有气体产生并恢复至室温;
③由A向B中滴加足量NaOH溶液;
④上下移动C,使干燥管和C中液面相平。
上述操作的顺序是______________(填序号)。
(5)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1mL、V2mL(已知Zn的密度为7.14g/cm3,实验条件的气体摩尔体积为VmL/mol。则镀锌铁皮的镀层厚度为_______cm。(写出数学表达式)

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一。镀锌层犹如铁皮的保护层,这层膜的厚度及均匀度也成了判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮的厚度,设计了下面的实验方案:

方案一:取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮),将镀锌铁皮A放入烧杯中,加入40mL 6mol?L1盐酸,反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,待锌镀层反应完全时,立即将未反应的铁皮取出,洗涤、小心烘干、称量。将B、C重复上面实验。

(1)锌镀层完全反应的标志是          

(2)如何检验铁片已经洗净         

(3)该小组的实验数据记录及数据处理如下,完成下列表格(锌的密度为7.14g/cm3

 

数据记录

数据处理

镀锌铁皮

长度

/cm

宽度

/cm

镀锌铁皮质量/g

铁皮

质量/g

锌镀层厚度

(单侧)/cm

锌镀层平均厚度(单侧)/cm

A

5.00

4.90

4.460

4.313

4.201×104

 

B

5.10

5.00

4.421

4.267

4.229×104

C

5.20

5.00

4.640

4.467

4.660×104

计算镀锌铁皮锌镀层平均厚度(单侧)          cm。本实验中产生误差的原因可能有哪些(任意例举两种)                

方案二:已知锌与强碱溶液反应离子方程式为:Zn+2OH+2H2O=[Zn(OH)4]2―+H2↑。某同学按右图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S cm2、质量为m g的镀锌铁皮放入6mol?L1  NaOH溶液中。回答下列问题:

(4)装置中导管a的作用是         

(5)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录C的液面位置;②待B中不再有气体产生并恢复至室温;③由A向B中滴加足量NaOH溶液;④上下移动C,使干燥管和C中液面相平。上述操作的顺序是          (填序号)。

(6)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL(实验条件的气体摩尔体积为Vm mol?L1)。则镀锌铁皮的厚度为          cm。(写出数学表达式)

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