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1、2022年高中化學(xué) 專題六 物質(zhì)的定量分析 課題2 鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定作業(yè) 蘇教版選修6
1.下列描述中,不符合生產(chǎn)實際的是( )
A.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁,用鐵作陽極
B.電解法精煉粗銅,用純銅作陰極
C.電解飽和食鹽水制燒堿,用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極
D.在鍍件上電鍍鋅,用鋅作陽極
2.下圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是( )
a極板
b極板
x電極
Z溶液
A
鋅
石墨
負(fù)極
CuSO4
B
石墨
石墨
負(fù)極
NaOH
C
銀
鐵
正極
AgNO3
2、
D
銅
石墨
負(fù)極
CuCl2
3.下列實驗錯誤的是( )
A.食醋用氫氧化鈉溶液滴定,開始時溶液的pH通常變化緩慢,當(dāng)接近滴定終點時,pH出現(xiàn)突變,稱為滴定突躍
B.當(dāng)鋅完全溶解后,鐵與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率會顯著減慢,此現(xiàn)象可作為判斷鍍鋅鐵皮中鋅鍍層是否被完全反應(yīng)掉的依據(jù)
C.抽濾裝置由布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶、抽氣泵等儀器組成,工作的主要原理是抽氣泵給吸濾瓶減壓,導(dǎo)致裝置內(nèi)部的壓強降低,使過濾的速度加快
D.潮濕或腐蝕性的藥品在玻璃器皿中稱量,其他固體藥品可在天平的托盤上稱量
4.已知鋅及其化合物的性質(zhì)與鋁及其化合物相似。如圖,橫坐標(biāo)為溶液的pH,縱坐標(biāo)為Zn2+
3、或[Zn(OH)4]2-的物質(zhì)的量濃度(假設(shè)Zn2+濃度為1×10-5mol·L-1時,Zn2+已沉淀完全)。下列說法不正確的是( )
A.往ZnC12溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液,反應(yīng)的離子方程式可表示為:Zn2++4OH-===[Zn(OH)4]2-
B.從圖中數(shù)據(jù)計算可得Zn(OH)2的溶度積Ksp=1×10-17mol3·L-3
C.某廢液中含Zn2+離子,沉淀Zn2+離子可以控制溶液pH的范圍是8~12
D.向1 L 1 mol·L-1 ZnC12溶液中加入NaOH固體至pH=7,需NaOH 2 mol
5.已知,鋅能溶解在NaOH溶液中,生成Na2[Zn(OH)4]
4、和H2。某同學(xué)據(jù)此設(shè)計了測定鍍鋅鐵皮鍍層厚度的實驗方案,將單側(cè)面積為S、質(zhì)量為m1的鍍鋅鐵皮與石墨用導(dǎo)線相連,放入6 mol·L-1 NaOH溶液中,當(dāng)石墨棒上不再有氣泡產(chǎn)生時,取出鐵片用水沖洗、烘干后稱量,質(zhì)量為m2。下列說法正確的是( )
A.設(shè)鋅鍍層厚度為h,鋅的密度為ρ,則=h
B.鋅電極上的電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-===[Zn(OH)4]2-
C.鋅和石墨形成原電池,外電路中電流從鋅流向石墨
D.當(dāng)石墨不再產(chǎn)生氣泡時,如不立即取出鐵皮,會使測定結(jié)果偏低
6.請回答下列關(guān)于鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定的問題。
(1)鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞后,放入稀硫酸中發(fā)生原電池反
5、應(yīng),其電極反應(yīng)式為:負(fù)極__________________,正極__________________。
(2)將鍍鋅鐵皮放入燒杯中,加入稀硫酸,注意反應(yīng)時應(yīng)用玻璃棒小心翻動鍍鋅鐵皮,該操作的目的是________________________。若沒有這步操作,則所測得的鋅鍍層厚度的結(jié)果(填偏高或偏低或不影響 ,下同)__________。
(3)當(dāng)反應(yīng)速率突然減慢時,立即取出并用水沖洗鐵皮附著的酸液,該操作的目的是______________________。
(4)將鐵片放在石棉網(wǎng)上,用酒精燈小火烘干,這樣操作的目的是_________________。若不烘干,則計算得到鋅鍍層的
6、厚度結(jié)果__________,若改用酒精燈持續(xù)加熱,則計算得到鋅鍍層的厚度結(jié)果__________。
7.實驗室有黃銅(銅和鋅兩種金屬的混合物)粉末。請你利用給出的實驗儀器及試劑,設(shè)計兩種測定該樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法,并填寫表格中的有關(guān)內(nèi)容。
方案一
方案二
選用藥品的名稱
選用的實驗裝置序號
組裝時接口編號的連接順序(如不需組裝,可不填)
需測得的實驗數(shù)據(jù)(從下述可測得的數(shù)據(jù)中選取)
合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算式
附:(1)實驗中可供選擇的藥品:足量的濃硫酸、足量的稀硫酸、氧化銅。
(2)供選擇的實驗裝置(如圖所示):
7、
(3)實驗中可測得的數(shù)據(jù):黃銅的質(zhì)量a g。充分反應(yīng)后在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成氫氣的體積為b L。反應(yīng)前儀器和藥品的質(zhì)量為c g。充分反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為d g。
充分反應(yīng)后儀器和藥品的質(zhì)量為e g。
8.已知某正方形的鍍鋅鐵皮邊長為4.13 cm,質(zhì)量為7.160 g。把此鍍鋅鐵皮放到稀硫酸中,鋅完全溶解后,立即將未反應(yīng)的鐵片取出,然后沖洗、烘干、冷卻,稱量鐵片的質(zhì)量為6.650 g。則鋅鍍層單側(cè)厚度為__________cm(ρZn=7.14 g·cm-3)。
9.測定一定質(zhì)量的鋁鋅合金與強酸溶液反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣的體積,可以求得合金中鋁和鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。現(xiàn)有下列實驗用品:800 mL燒杯、1
8、00 mL量筒、普通漏斗、銅網(wǎng)、鋁鋅合金樣品、濃鹽酸、水。按圖示裝置(鐵架臺和鐵夾的安裝可省略)進行實驗,回答下列問題(設(shè)合金樣品完全反應(yīng),產(chǎn)生的氣體體積不超過100 mL)
(1)補充下列實驗步驟,直到反應(yīng)開始進行
①將稱量后的合金樣品用銅網(wǎng)小心包裹好,放在800 mL燒杯底部,把普通漏斗倒扣在樣品上面。
②________________________________________________________________________。
③_______________________________________________________________
9、_________。
④________________________________________________________________________。
(2)合金樣品用銅網(wǎng)包裹的目的是________________________________________________________________________。
10.已知向含有Zn2+的溶液中滴加氨水,有白色沉淀Zn(OH)2生成,繼續(xù)滴加氨水使其過量,沉淀又溶解,生成了[Zn(NH3)4]2+。此外,Zn(OH)2既可溶于鹽酸,又可溶于NaOH溶液,生成[Zn(OH)4]2-。所以Zn(OH)
10、2是一種兩性氫氧化物。
現(xiàn)有四組離子,每組有兩種金屬離子,請各選一種試劑。將它們兩者分開,可供選擇的試劑有:
A.硫酸
B.鹽酸
C.硝酸
D.氫氧化鈉溶液
E.氨水
根據(jù)上述內(nèi)容填寫下表:
離子組
選用試劑
(用字母代號)
沉淀物
化學(xué)式
保留在溶
液中的離子
①Zn2+和Al3+
②Zn2+和Mg2+
③Zn2+和Ba2+
④Mg2+和Al3+
參考答案
1. 答案:A 解析:當(dāng)電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁時,活潑金屬做陽極,活潑金屬先失電子被氧化,所以一般除電鍍池外活潑金屬不能做陽極。
2. 答案
11、:A 解析:用活潑電極或惰性電極電解相同的溶液時現(xiàn)象可能不同。通電后a極板增重,表明溶液中金屬陽離子在a極板上放電,發(fā)生還原反應(yīng)析出了金屬單質(zhì),因此可確定a極板是電解池的陰極,與它相連接的直流電源的x極是負(fù)極。選項C中x極為正極,故C不正確。A中電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液,陰極a板上析出Cu而增重,陽極b板上由于OH-離子放電而放出無色無臭的O2,故A正確。B中電解液為NaOH溶液,通電后陰極a上應(yīng)放出H2,a極板不會增重,故B不正確。D中電解液為CuCl2溶液,陰極a板上因析出Cu而增重,但陽極b板上因Cl-離子放電,放出黃綠色有刺激性氣味的Cl2,故D不正確。
3. 答案:D 解析:無腐
12、蝕性和不易腐蝕和不易潮解的固體藥品應(yīng)放在白紙上稱量。
4. 答案:D 解析:加入足量的NaOH根據(jù)圖示Zn以[Zn(OH)4]2-的形式存在,A項正確。當(dāng)溶液pH=8時Zn(OH)2濃度為1.0×10-5mol·L-1可認(rèn)為沉淀完全,故Zn(OH)2的Ksp=c(Zn2+)×c2(OH-)=1.0×10-5 mol·L-1×(1.0×10-6 mol·L-1)2=1.0×10-17 mol3·L-3。由圖示pH=12時Zn(OH)2完全消失,故控制溶液pH為8~12是沉淀Zn2+的pH范圍。當(dāng)pH=7時,沉淀只有Zn(OH)2,此時c(Zn2+)=1.0×10-3 mol·L-1,故NaOH
13、的用量少于2 mol。
5. 答案:B 解析:通過題意可知,金屬減小的質(zhì)量就是Zn的質(zhì)量,所以通過質(zhì)量→體積→厚度的關(guān)系可得到答案,但要注意,金屬有兩面,故其厚度為(m1-m2)/2ρS=h,A項錯誤;因為金屬樣品為合金,發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),Zn電極上的電極反應(yīng)為Zn+4OH--2e-===[Zn(OH)4]2-,B項正確;C項,外電路中,電流從電池正極流向負(fù)極,故從石墨流向Zn,C項錯誤;D項,若不繼續(xù)反應(yīng),則對測定結(jié)果不會有影響,若能繼續(xù)反應(yīng),金屬質(zhì)量減小,則會使測定結(jié)果偏大,無論上面哪種情況,都不可能使測定結(jié)果偏低,D項錯誤。
6. 答案:(1)Zn-2e-===Zn2+ 2H++2e-
14、===H2↑
(2)使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應(yīng) 偏低
(3)防止鐵跟酸發(fā)生反應(yīng)
(4)除去鐵片表面的水 偏低 偏低
7. 解析:設(shè)計原理是鋅與稀硫酸反應(yīng),測量數(shù)據(jù)可以是H2的體積,或H2的質(zhì)量,或Cu的質(zhì)量等,并由此選擇相應(yīng)的實驗裝置和儀器連接的方式。
答案:
(注:寫出其中兩種即可)
8. 解析:h=
=2.09×10-3 cm。
答案:2.09×10-3
9. 解析:其步驟是:①將稱量后的合金樣品用銅網(wǎng)小心包裹好,放在800 mL燒杯底部,把普通漏斗倒扣在樣品上面。②往燒杯中注入水,直至水面沒過漏斗頸。③在100 mL量筒中注滿水,倒置在盛水的燒杯中(量筒中不應(yīng)留有
15、氣泡),使漏斗頸伸入量筒中。燒杯中水面到杯口至少保留約100 mL空間。④將長頸漏斗(或玻璃棒)插入燒杯并接近燒杯底部,通過它慢慢加入濃鹽酸,至有氣體產(chǎn)生。另外合金樣品用銅網(wǎng)包裹的目的是防止反應(yīng)時樣品漂浮。
答案:(1)②往燒杯中注入水,直至水面浸沒過漏斗頸 ③在100 mL量筒中裝滿水,倒置在盛水的燒杯中,使漏斗頸插入量筒中(燒杯中水面至杯口至少預(yù)留100 mL空間)?、軐⑵胀┒?或玻璃棒)插入燒杯并接近燒杯底部,通過它慢慢加入濃鹽酸,至有氣體產(chǎn)生
(2)使樣品在反應(yīng)時能保持在燒杯底適當(dāng)?shù)奈恢?或避免反應(yīng)時樣品漂浮)
10. 解析:本題給出的知識信息是Zn(OH)2的兩性和可生成溶于
16、水的[Zn(NH3)4](OH)2。運用它們的化學(xué)性質(zhì),選擇適當(dāng)試劑加以分離。
由于Zn(OH)2和Al(OH)3均為兩性氫氧化物,不能用酸堿加以區(qū)分,但Zn2+可與過量氨水反應(yīng)生成[Zn(NH3)4]2+,而Al3+無此性質(zhì),可選用氨水為試劑,生成Al(OH)3沉淀,保留在溶液中的離子為[Zn(NH3)4]2+。
因Zn(OH)2為兩性,Mg(OH)2無兩性且為難溶于水的沉淀??蛇x用NaOH溶液為試劑,將Zn2+和Mg2+區(qū)分開。沉淀為Mg(OH)2,保留在溶液中的離子為[Zn(OH)4]2-。
由于BaSO4難溶于水且不溶于酸,而ZnSO4則能溶于水,可選用H2SO4溶液為試劑,將Zn2+和Ba2+區(qū)分開。沉淀為BaSO4,留在溶液中的離子為Zn2+。
Al(OH)3有兩性,能溶于NaOH溶液中。Mg(OH)2為沉淀,且不溶于NaOH溶液,可選用NaOH溶液為試劑,將Mg2+和Al3+區(qū)別開。沉淀是Mg(OH)2,留在溶液中的是。
答案:
①
E
Al(OH)3
[Zn(NH3)4]2+
②
D
Mg(OH)2
[Zn(OH)4]2-
③
A
BaSO4
Zn2+
④
D
Mg(OH)2