Question

如圖為用鍍鋅鐵片制成的日常用品。鍍鋅鐵是指通過鍍鋅工藝在鐵皮上進行鍍鋅而制成的一種產(chǎn)品，熱鍍鋅產(chǎn)品廣泛用于建筑、家電、車船、容器制造業(yè)、機電業(yè)等，幾乎涉及到衣食住行各個領(lǐng)域。

為測定鐵片鍍鋅層的厚度實驗過程如下。

【實驗步驟】

（1）剪取一片鍍鋅鐵片，量得長度=2．0cm，寬度=1．9cm。

（2）用電子天平稱量質(zhì)量0．857g。

（3）實驗中需要溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%的稀鹽酸200mL（密度=1．05g/mL），需要量取溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為37%的濃鹽酸（密度=1．18g/mL） mL（保留至小數(shù)點后1位），然后稀釋。

（4）將鍍鋅鐵片放入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為10%鹽酸中。當觀察到 ，可以判斷鍍鋅層恰好反應(yīng)。

⑸ 將溶液中的鐵片取出清洗、擦干、烘干后用電子天平稱量質(zhì)量0．837g。

【計算結(jié)果】

（1）鐵片鍍鋅層的質(zhì)量有 g。

（2）已知鋅的密度7．1g/cm3，計算出鐵片鍍鋅層厚度mm（保留至小數(shù)點后2位）。

【實驗反思】

實際計算結(jié)果偏大，同學(xué)們分析，這是因為很難通過觀察現(xiàn)象判斷鍍鋅層恰好反應(yīng)，造成鍍鋅鐵片浸泡在鹽酸中時間 。（填“偏長”、“偏短”）

【實驗改進】

資料卡片：如圖1所示，兩種金屬活動性不同的金屬放入酸堿鹽溶液中，會有電子的流動，從而產(chǎn)生電流。

將上述實驗改進成如圖2的裝置，當觀察到 ，此時鋅層恰好反應(yīng)。

 

 

Answer 1

【實驗步驟】48．1mL（1分） 氣泡產(chǎn)生的速率突然減慢（1分）

【計算結(jié)果】（1）0．02g（1分）（2）0．37mm（2分）

【實驗反思】偏長（1分）

【實驗改進】電流計指針指向“0” （1分）

【解析】

試題分析：【實驗步驟】（3）溶液稀釋前后，溶質(zhì)質(zhì)量不變：

設(shè)需取用37%（ρ=1．18g/cm3）的鹽酸的體積為x

10%×200mL×1．05g/mL=37%×1．18g/mLx

x≈48．1mL；

（4）當鋅鍍層完全反應(yīng)后就是鐵與鹽酸反應(yīng)，由于鋅和鐵的活潑性不同，反應(yīng)速率就不同，可觀察到產(chǎn)生氣泡的速率明顯下降；當反應(yīng)速率明顯降低時，可說明鍍鋅鐵皮表面鋅恰好反應(yīng)；

【計算結(jié)果】（1）鐵片鍍鋅層的質(zhì)量=原鍍鋅鐵片的質(zhì)量-烘干后鐵片的質(zhì)量：0．857g-0．837g=0．02g；

（2）根據(jù)題意可知鋅的質(zhì)量為0．02g，鋅的密度為7．1g/cm3；鋅層厚度==≈0．037cm=0．37mm；

【實驗反思】鐵也會與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，因此很難判斷什么時候鋅正好反應(yīng)掉而鐵沒有反應(yīng)；當鍍鋅鐵片浸泡在鹽酸中時間過長時，鋅反應(yīng)完畢，鐵就會與鹽酸反應(yīng)，所以經(jīng)過稱量得到鋅的質(zhì)量偏大；

【實驗改進】所以

【實驗改進】用鐵、鋅作電極，稀鹽酸作電解質(zhì)溶液設(shè)計原電池，鋅的金屬性比鐵強，會有電子的流動，從而產(chǎn)生電流．鋅作負極，鐵作正極，電子從負極沿導(dǎo)線流向正極．當反應(yīng)停止時，電子停止流動，電流為0，鋅恰好反應(yīng)．

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量；金屬的化學(xué)性質(zhì)