Question

（2013?崇明縣一模）某學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)為測定鍍鋅鐵皮的鍍層的厚度，提出了各自的設(shè)計方案．（忽略鋅鍍層的氧化）
甲同學(xué)的方案：先用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應(yīng)掉，通過差量計算出鋅的質(zhì)量，然后再由鋅的密度算出鋅層的體積，最后由體積除以鍍鋅鐵皮的面積計算得到鋅層的厚度．
（1）甲同學(xué)的方案是否可行，說出理由：

不可行，F(xiàn)e也會和鹽酸反應(yīng)

．
乙同學(xué)的方案：通過查閱資料，知道Zn（OH）₂既可以與酸也可與堿反應(yīng)，于是設(shè)計了如下方案：

（2）配制5%的鹽酸1L （ρ=1.025g/cm³ ），需取用36.5% （ρ=1.181g/cm³ ）的鹽酸

118.9

mL（保留一位小數(shù)）．
（3）若使用的鍍鋅鐵皮的質(zhì)量為28.357g，最后稱得灼燒后固體的質(zhì)量為40.000g，鍍鋅鐵皮的長5.00cm，寬5.00cm，鋅的密度為7.14g/cm³，則鋅層的厚度為

0.001

cm．丙同學(xué)的方案：通過右圖所示裝置，測量鍍鋅鐵皮與稀H₂SO₄反應(yīng)產(chǎn)
生氣體的質(zhì)量來計算鋅層的厚度．己稱得鍍鋅鐵皮質(zhì)量為18.200g．
（4）實驗所用稱量儀器為

電子天平

．
（5）若改用濃鹽酸，則測出鋅的厚度會

偏小

（填“偏大”、“偏小”、或“無影響”）．
（6）實驗后，將乙同學(xué)和丙同學(xué)的結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)他們對同種鍍鋅鐵皮的測量結(jié)果差異很大，你認(rèn)為誰的方案更加可靠呢？

乙

理由是：

丙的方案中氣體會帶走水蒸氣，易造成干擾

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)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)進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量不變計算得到；
（3）配置過程的中用到的儀器以及氧化鐵的質(zhì)量求出鐵的質(zhì)量進(jìn)而求出鋅的質(zhì)量進(jìn)行解答；
（4）托盤天平稱量的精確度是0.1g，最后稱得灼燒后固體的質(zhì)量為40.000g需要電子天平；
（5）根據(jù)鹽酸的揮發(fā)性和實驗數(shù)據(jù)的可測量性分析；
（6）根據(jù)裝置的特點(diǎn)和反應(yīng)過程中氣體體積變化分析．

解答：解：（1）由于鐵也會與鹽酸反應(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)；
故答案為：不可行，F(xiàn)e也會和鹽酸反應(yīng)；
（2）設(shè)需取用36.5%（ρ=1.181g/cm³）的鹽酸的質(zhì)量為x
5%×1L×1.025g/cm³=36.5%×x
x=140.4g
鹽酸的體積=

140.4g

1.181g/cm3

=118.9mL
故答案為：118.9；
（3）由題意知40.000g為氧化鐵的質(zhì)量，所以鐵的質(zhì)量=40.000g×

56×2

56×2+16×3

×100%=28.000g
所以鋅的質(zhì)量=28.357g-28.000g=0.357g
設(shè)鋅層的厚度為y
則0.357g=5.00cm×5.00cm×y×2×7.14g/cm³，
y=0.001cm；
故答案為：0.001；
（4）托盤天平只能稱量到0.1g，最后稱得灼燒后固體的質(zhì)量為40.000g，需要用電子天平稱量；
故答案為：電子天平；
（5）若改用濃鹽酸，因為濃鹽酸具有揮發(fā)性，會使得測的氣體的質(zhì)量偏大，所以導(dǎo)致鋅的質(zhì)量偏小，所以測出鋅的厚度會偏��；
故答案為：偏��；
（6）鋅和鐵的原子量差異不大，鍍鋅鐵皮中兩者的比例的改變造成與酸反應(yīng)后產(chǎn)生氫氣質(zhì)量的改變非常微小，對稱量的要求很高．另外在實驗的過程中隨著氣體的產(chǎn)生也會帶走水蒸氣，造成實驗結(jié)果的不可靠，所以乙同學(xué)的測量方案更加可靠．
故答案為：乙；在實驗的過程中隨著氣體的產(chǎn)生也會帶走水蒸氣，造成實驗結(jié)果的不可靠．

點(diǎn)評：本題通過多個實驗設(shè)計來驗證鐵片鍍鋅的厚度，要從實驗的可操作性，嚴(yán)密性，準(zhǔn)確性等方面進(jìn)行分析解答，題目難度較大．