2020年高中化学 课时跟踪检测（十二）镀锌铁皮锌镀层厚度的测定 苏教版选修6 7页

课时跟踪检测（十二） 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定 ‎1．下列结论均出自《实验化学》中的实验，其中错误的是(　　)‎ A．往新配制的可溶性淀粉溶液中滴加碘水，容液显蓝色，用CCl4不能从中萃取出碘 B．当锌完全溶解后，铁与酸反应产生氢气的速率会显著减慢，此现象可作为判断镀锌铁皮中锌镀层是否完全被反应掉的依据 C．镀锌铁皮发生电化学腐蚀时，锌发生氧化反应 D．食醋的总酸含量是指食醋中醋酸的总物质的量浓度 解析：选D　食醋中含有醋酸等有机酸。食醋总酸含量是指每100 mL食醋中含酸(以醋酸计)的质量，也称食醋的酸度。‎ ‎2．为测定镀锌铁皮锌镀层的厚度，将镀锌皮与足量盐酸反应，待产生的气泡明显减少时取出，洗涤，洪干，称重。关于该实验的操作对测定结果的影响判断正确的是(　　)‎ A．铁皮未及时取出，会导致测定结果偏小 B．铁皮未洗涤干净，会导致测定结果偏大 C．烘干时间过长，会导致测定结果偏小 D．若把盐酸换成硫酸，会导致测定结果偏大 答案：C ‎3．下列叙述中正确的是(　　)‎ A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B．由Cu、Zn作电极与CuSO4溶液组成的原电池中，Cu是负极 C．马口铁(镀锡铁)破损后若与电解质溶液接触，锡先被腐蚀 D．铜锌原电池工作时，若有‎13 g锌被溶解，则电路中有0.4 mol电子通过 解析：选D　两种活泼性不同的金属与电解质溶液能够构成原电池，但不能因此说构成原电池的材料一定是金属，例如锌与石墨电极也能与电解质溶液构成原电池；在Cu、Zn与CuSO4溶液组成原电池中，较活泼的Zn电极是负极；镀锡铁表皮破损后与电解质溶液构成原电池，铁比锡活泼，铁先失电子被腐蚀；铜锌原电池工作，锌作负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，则‎13 g锌(0.2 mol)被溶解时电路中有0.4 mol 电子通过。‎ ‎4．某种含有Mg2＋和Zn2＋的溶液，欲将其中的Zn2＋沉淀出来，应该采取的正确方法是(　　)‎ A．加入过量的NaOH溶液 B．加入过量的氨水 C．加入过量NaOH溶液，过滤，在滤液中通入过量CO2‎ D．加入过量的氨水，过滤，在沉淀中加入过量盐酸 解析：选C　Mg2＋和Zn2＋‎ 7‎ 都能与NaOH溶液或氨水反应生成沉淀，但当NaOH溶液过量时，氢氧化锌沉淀与过量的NaOH反应生成锌酸盐，向其溶液中通入CO2可重新得到氢氧化锌沉淀。‎ ‎5．利用维生素C能使淀粉的碘溶液褪色的性质，通过实验(如图所示)比较加入苹果汁和橙汁的多少来确定它们中维生素C含量的多少。要得出正确结论，在实验时需要控制的条件是(　　)‎ A．实验时必须向两烧杯中同时滴加液体 B．淀粉的碘溶液的体积和浓度必须相等 C．胶头滴管滴出的果汁的滴数必须相等 D．胶头滴管滴出的每滴果汁的体积不用相等 解析：选B　因为要比较加入苹果汁和橙汁的多少来确定它们中维生素C含量的多少，所以不必同时加入，滴数也不必相等，但碘的量要相等，每滴果汁的体积也必须相等才能进行比较。‎ ‎6．下列说法正确的是(　　)‎ A．在“镀锌铁皮锌镀层厚度的测定”实验中，将镀锌铁皮放入稀硫酸，待产生氢气的速率突然减小，可以判断锌镀层已反应完全 B．在“火柴头中氯元素的检验”实验中，摘下几根未燃过的火柴头，将其浸于水中，稍后取少量溶液于试管中，滴加硝酸银溶液和稀硝酸后，即可判断氯元素的存在 C．在“硫酸亚铁铵的制备”实验中，为了得到硫酸亚铁铵晶体，应小火加热蒸发皿，直到有大量晶体析出时停止加热 D．受强酸或强碱腐蚀致伤时，应先用大量水冲洗，再用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液洗，最后用水冲洗，并视情况作进一步处理 解析：选A　在“镀锌铁皮锌镀层厚度的测定”实验中，若产生氢气的速率突然减小，则说明已经不再形成原电池，则说明锌镀层已经完全反应，A正确；未燃过的火柴头中主要含有氯酸根离子而非氯离子，所以这种方式不能检验火柴头中的氯元素的存在，B不正确；硫酸亚铁铵的制备过程中应加热至溶液表面出现晶膜为止，而非出现大量晶体，C不正确；受到强碱腐蚀时应该用大量水冲洗后，用2%的醋酸溶液或饱和硼酸溶液洗涤，但是酸灼伤时应该用大量水冲洗后，再用稀的小苏打溶液洗涤，D不正确。‎ ‎7．某同学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、质量为m1的镀锌铁皮放入6 mol·L－1HCl溶液中，当气泡产生速率显著减小时，用水冲洗，烘干后称量，得到质量为m2。下列说法错误的是(　　)‎ 7‎ A．当铁皮产生气泡速率减慢时，立即取出铁皮，不冲洗就用酒精灯加热烘干，导致实验结果偏低 B．实验过程中产生气泡的速率先慢，然后逐渐加快，再显著减缓，这是微电池和温度共同影响的结果 C．锌和铁在酸溶液中形成原电池，外电路中电流从铁流向锌 D．设锌镀层厚度为h，锌的密度为ρ，则h＝ 解析：选D　锌和铁在酸性溶液中形成原电池，锌为负极，铁为正极，故外电路电流从正极(Fe)流向负极(Zn)。因为镀锌铁皮是双面镀锌，故锌层的总体积V＝2hS，所以h＝，D选项错误。‎ ‎8．水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg·L－1。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L－1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。‎ Ⅰ.测定原理：‎ 碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2：‎ ‎①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓‎ 酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：‎ ‎②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)‎ 用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：‎ ‎③2S2O＋I2===S4O＋2I－‎ Ⅱ.测定步骤：‎ a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。‎ b．向烧瓶中加入200 mL水样。‎ c．向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。‎ d．搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。‎ e．从烧瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.010 00 mol·L－1 Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。‎ f．……‎ g．处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。‎ 7‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为________。‎ ‎(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是__________。‎ ‎①滴定管　②注射器　③量筒 ‎(3)搅拌的作用是___________________________________________________。‎ ‎(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为________。‎ ‎(5)步骤f为________________________。‎ ‎(6)步骤e中达到滴定终点的标志为___________________________________________。‎ 若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水样的DO＝________ mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：________(填“是”或“否”)。‎ ‎(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)___________________ __________。‎ 解析：(1)气体的溶解度随温度升高而减小，故可用将水加热煮沸法除去溶解在溶剂水中的氧气。‎ ‎(2)测定步骤中加入的试剂均为无氧溶液，且加入的水样要防止空气中氧气的干扰，故需要隔绝空气，所以选用密封性较好的注射器。‎ ‎(3)搅拌能够使物质混合均匀，加快化学反应的速率。‎ ‎(4)MnO(OH)2中Mn显＋4价，2 mol I－化合价升高2价生成I2，故根据化合价升降总数相等和元素守恒、电荷守恒配平方程式为MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O。‎ ‎(5)中和滴定一般采用重复滴定2～3次来减小滴定误差。‎ ‎(6)用Na2S2O3溶液进行滴定时，I2的量逐渐减小至消失时为滴定终点，此时的现象是蓝色消失且半分钟内不变色。根据题中所给反应方程式得关系式：‎ ‎2Mn2＋～O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3‎ ‎　　　　1　　　　　　　　　　　　4‎ n(O2)　　　0.004 ‎5 L×0.010 00 mol·L－1‎ ＝，则n(O2)‎ ‎＝×0.004 ‎5 L×0.010 00 mol·L－1，则DO＝‎ ‎＝9.0×10－‎3 g·L－1＝9.0 mg·L－1，根据生活饮用水的DO不低于5 mg·L－1知，此次测得的DO达标。‎ ‎(7)Na2S2O3在酸性条件下可以发生歧化反应生成S和SO2，且生成的SO2可被I2‎ 7‎ 氧化。另外，在酸性条件下I－也可被氧气氧化。‎ 答案：(1)将溶剂水煮沸后冷却　(2)②‎ ‎(3)使溶液混合均匀，快速完成反应　(4)1,2,4,1,1,3‎ ‎(5)重复步骤e的操作2～3次 ‎(6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色)　9.0　是 ‎(7)2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O、‎ SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－、‎ ‎4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任写其中2个)‎ ‎9．已知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液转变成Na2[Zn(OH)4]。为了测定某白铁皮中锌的质量分数，进行如下实验：取a g白铁皮样品于烧杯中，加入过量稀盐酸，用表面皿盖好，开始时产生气泡的速度很快，以后逐渐变慢。待试样全部溶解后，向烧杯中加入过量NaOH溶液，充分搅拌后过滤，将所得沉淀在空气中加强热至质量不变，称得残留固体质量为b g。‎ ‎(1)白铁皮镀锌的目的是_____________________________________________________。‎ ‎(2)气泡产生速度先快后慢的原因是_______________________________。‎ ‎(3)溶液中加入过量NaOH溶液，发生反应的离子方程式是(不是离子反应的写化学方程式)：‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)最后残留的固体是__________，得到该固体的化学反应方程式是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)白铁皮含锌的质量分数是______________(用含a、b的式子表示)。‎ 解析：(1)白铁皮镀锌的目的是为了保护内部的铁，增加铁的抗腐蚀能力。‎ ‎(2)Zn、Fe在稀盐酸中形成原电池，反应速率快，随着H＋浓度的不断减小，表面Zn溶解，原电池作用逐渐减弱，反应速率逐渐减慢。‎ ‎(3)发生的反应有Zn2＋＋2OH－===Zn(OH)2↓‎ Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－‎ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。‎ ‎(4)Fe(OH)3不稳定，受热时易发生分解，所以得到的固体是Fe2O3。‎ ‎(5)根据残留固体氧化铁的质量b g，可得铁元素的质量为b g，所以a 7‎ ‎ g白铁皮中锌的质量为g，从而可以计算出锌的质量分数是%。‎ 答案：(1)保护内部的铁，增加铁的抗腐蚀能力 ‎(2)开始时，氢离子浓度大，加上锌与铁构成无数微小的原电池，反应速度快。随着反应的进行，溶液中氢离子浓度减小，表面锌溶解后，原电池作用逐渐减小以至不存在，反应速率明显减慢 ‎(3)Zn2＋＋2OH－===Zn(OH)2↓‎ Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－‎ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ ‎4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎(4)Fe2O3　2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O ‎(5)%‎ ‎10．某同学测定镀锌铁皮锌镀层厚度，步骤如下：‎ ‎(1)测量三块镀锌铁皮的长度与宽度，记录数据。‎ ‎(2)用电子天平分别测量三块镀锌铁皮的质量。‎ ‎(3)将镀锌铁皮放入烧杯中，加入盐酸，反应时应小心将铁片翻动，该操作的目的是______________________。‎ 若没有此类操作，则测得的锌镀层厚度____________。‎ 当反应速率显著减小时，立即取出铁片并__________________，该操作的目的是__________________。‎ ‎(4)将铁片放在石棉网上，用小火烘干，该操作的目的是___________________。若不烘干，则计算得到的锌镀层厚度结果将____________。若改用酒精灯持续加强热，则会造成______________________。‎ ‎(5)根据实验数据，完成下表，求出镀锌铁皮的锌镀层厚度(锌的密度取‎7.14 g·cm－3)。‎ 数据记录 数据处理 镀锌铁皮A长‎4.94 cm、宽‎4.90 cm 镀锌铁皮B长‎5.05 cm、宽‎5.00 cm 镀锌铁皮C长‎5.05 cm、宽‎4.90 cm 镀锌铁皮A　m1(A)＝‎‎2.455 g 镀锌铁皮B　m1(B)＝‎‎2.508 g 镀锌铁皮C　m1(C)＝‎‎2.500 g 镀锌铁皮A　m2(A)＝‎‎2.201 g 镀锌铁皮B　m2(B)＝‎‎2.247 g 镀锌铁皮编号 镀锌铁皮厚度(单侧) /cm 镀锌铁皮平均厚度(单侧)/cm 7‎ 镀锌铁皮C　m2(C)＝‎‎2.238 g 镀锌铁皮A 镀锌 铁皮B 镀锌 铁皮C 解析：反应时小心地将铁片翻动，是为了使Zn与盐酸充分反应；在盐酸中，Zn与Fe构成原电池，因为Zn的活泼性比Fe的强，Zn失去电子被氧化，随着Zn的消耗，原电池作用减弱，反应速率减慢，当反应速率显著减小时，说明Zn与盐酸反应完成。根据公式：h＝可以知道，当Zn反应不完全、铁片不干燥或铁片被氧化时都会使h减小，也可以根据上述公式计算出镀锌铁皮的厚度。‎ 答案：(3)使Zn充分反应　偏低　冲洗铁片上的酸液体　避免铁被腐蚀　(4)除去水分　偏低　铁片氧化 ‎(5)‎ 镀锌铁皮厚度(单侧)/cm 镀锌铁皮平均厚度(单侧)/cm ‎7.348×10－4‎ ‎7.334×10－4‎ ‎7.239×10－4‎ ‎7.415×10－4‎ 7‎