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文档介绍
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
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查看更多