2018-2019版高中化學(xué) 專題六 物質(zhì)的定量分析 課題二 鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定習(xí)題 蘇教版選修6.doc

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課題二　鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定 (時(shí)間：45分鐘) 1．鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞后將在潮濕的空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，相關(guān)描述正確的是(　　) A．負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋ B．負(fù)極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋ C．電子從鐵流向鋅 D．鐵不但得不到保護(hù)，反而被腐蝕得更快 解析　由于鋅的金屬活動性比鐵強(qiáng)，因此，鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞后在潮濕的空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋅為負(fù)極被腐蝕，能夠繼續(xù)保護(hù)鐵。 答案　B 2．欲往鐵片上鍍上一層鋅，下面裝置能實(shí)現(xiàn)的是(　　) 解析　鍍層金屬鋅作陽極，鍍件金屬鐵片作陰極，只有C項(xiàng)符合條件。 答案　C 3．在鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度的測定過程中，下列操作會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高的是(　　) A．過早判斷反應(yīng)終點(diǎn) B．過遲判斷反應(yīng)終點(diǎn) C．鋅在酸中溶解后，鐵皮未烘干就去稱重 D．在測定鐵皮的面積時(shí)測得面積比鐵皮的實(shí)際面積大 解析　過遲判斷反應(yīng)終點(diǎn)導(dǎo)致部分鐵溶解，m1－m2偏大而引起結(jié)果偏高。過早判斷反應(yīng)終點(diǎn)、鐵皮未烘干就去稱重則使m1－m2偏小而引起結(jié)果偏低。 答案　B 4．電子天平是定量分析中常用的精密儀器，下列關(guān)于電子天平的說法正確的是(　　) A．電子天平操作方便、讀數(shù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高，不同型號的電子天平具有相同的精確度 B．電子天平是電子儀器，十分精密，不需要校準(zhǔn)和調(diào)零 C．電子天平具有歸零鍵，因此燒杯不潔凈或者潮濕都不影響使用 D．天平使用時(shí)，要關(guān)上附近的窗戶，不要撞擊使用天平所在的桌面；讀數(shù)時(shí)，側(cè)門應(yīng)關(guān)閉，防止氣流影響稱量 解析　電子天平十分精密，不同型號的電子天平具有不同的精確度；使用時(shí)需要校準(zhǔn)和調(diào)零；燒杯不潔凈或者潮濕都不能用其稱量。 答案　D 5．把鋅片投入到下列溶液中，鋅片溶解且溶液質(zhì)量減輕，又沒有氣體產(chǎn)生的是(　　) A．H2SO4 B．CuSO4 C．ZnSO4 D．AgNO3 解析　根據(jù)鋅與H2SO4、CuSO4、AgNO3反應(yīng)的方程式Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋2AgNO3===Zn(NO3)2＋2Ag，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及溶液質(zhì)量的變化可得答案。 答案　D 6．某同學(xué)設(shè)計(jì)了測定鍍鋅鐵皮鍍層厚度的實(shí)驗(yàn)方案，將單側(cè)面積為S、質(zhì)量為m1的鍍鋅鐵皮放入6 molL－1 HCl溶液中，當(dāng)氣泡產(chǎn)生速率顯著減小時(shí)，用水沖洗，烘干后稱量，得到質(zhì)量為m2。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．當(dāng)鐵皮產(chǎn)生氣泡速率減慢時(shí)，立即取出鐵皮，不沖洗就用酒精燈加熱烘干，鐵皮可能繼續(xù)與殘留的酸反應(yīng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高 B．實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生氣泡的速率先慢，然后逐漸加快，再顯著減緩，這是原電池和溫度共同影響的結(jié)果 C．鋅和鐵在酸溶液中形成原電池，外電路中電流從鐵流向鋅 D．設(shè)鋅鍍層單側(cè)厚度為h，鋅的密度為ρ，則h＝ 解析　鋅和鐵在酸性溶液中形成原電池，鋅為負(fù)極，鐵為正極，故外電路電流從正極(Fe)流向負(fù)極(Zn)。因?yàn)殄冧\鐵皮是雙面鍍鋅，故鋅層的總體積V＝2hS，所以h＝，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　D 7．鋅的金屬活動性比鐵________，如果鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞，將在潮濕的空氣中發(fā)生________腐蝕。殘留的鋅鍍層作為原電池的________，鋅先被腐蝕。將鍍鋅鐵皮放到酸中時(shí)，電極反應(yīng)為：負(fù)極：________________，正極：________________，待鋅在酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣的速率顯著________，由此判斷鋅鍍層是否反應(yīng)完全。稱量與酸反應(yīng)前后的鐵皮的質(zhì)量(分別為m1、m2)，則m1－m2就是________的質(zhì)量，設(shè)鋅的密度為ρ，則鋅鍍層的總體積為V＝________。若已知鋅鍍層單側(cè)面積為S，鋅鍍層單側(cè)厚度為h，則V＝________，故可得＝2hS，即h＝。 答案　活潑　電化學(xué)　負(fù)極　Zn－2e－===Zn2＋　2H＋＋2e－===H2↑　變慢　鋅鍍層　　2hS 8．從某鋁鎂合金上剪下一小片(其質(zhì)量為2.0 g)，立刻投入盛有20 mL 5 molL－1氫氧化鈉溶液的小燒杯中。 (1)由反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束，可能觀察到燒杯中的現(xiàn)象依次為__________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (2)反應(yīng)開始時(shí)，合金片表面產(chǎn)生氣泡較慢，其原因是________________ _______________________________________________________________ ______________________________________________________________， 一段時(shí)間后反應(yīng)速率相當(dāng)快，其原因是____________________________。 (3)寫出合金片與溶液反應(yīng)時(shí)可能形成的原電池的負(fù)極材料是________，正極的電極反應(yīng)式：___________________________________________________。 (4)若要利用該反應(yīng)來測定合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，還應(yīng)測定哪些數(shù)據(jù)(如有多種可能，請逐一寫出)_____________________________________________ ____________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________。 答案　(1)切口斷面上先產(chǎn)生少量氣泡；氧化膜能溶于NaOH溶液，導(dǎo)致反應(yīng)會逐漸加快；后來反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生氣體較多，導(dǎo)致小合金片在溶液中上下翻動；反應(yīng)放熱導(dǎo)致溶液會發(fā)燙；燒杯底會有少量黑色固體殘留 (2)開始時(shí)由于表面氧化膜存在，反應(yīng)速率較慢 氧化膜溶解，鋁鎂合金片表面形成原電池，反應(yīng)放熱使溶液溫度升高等因素綜合起來，使反應(yīng)速率加快 (3)鋁　6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－ (4)至少有以下四種可能，測出任一個(gè)值都可計(jì)算出鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：①測定殘留固體質(zhì)量；②測定產(chǎn)生H2的體積；③測定生成的Na[Al(OH)4]的物質(zhì)的量；④測定反應(yīng)后溶液中NaOH的濃度 9．維生素C是一種水溶性維生素(其水溶液呈酸性)，它的分子式是C6H8O6，人體缺乏這種維生素易得壞血癥，所以維生素C又稱抗壞血酸。維生素C易被空氣中的氧氣氧化。在新鮮水果、蔬菜、乳制品中都富含維生素C，如新鮮橙汁中維生素C的含量在500 mgL－1左右。 校課外活動小組測定了某品牌的軟包裝橙汁中維生素C的含量。下面是測定實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告，請?zhí)顚懹嘘P(guān)空白。 (1)測定目的：測定牌軟包裝橙汁維生素C的含量。 (2)測定原理：C6H8O6＋I(xiàn)2―→C6H6O6＋2H＋＋2I－。 (3)實(shí)驗(yàn)用品及試劑： ①儀器和用品(自選，略)。 ②試劑：指示劑________(填名稱)，濃度為7.5010－3 molL－1標(biāo)準(zhǔn)碘溶液、蒸餾水等。 (4)實(shí)驗(yàn)過程： ①檢驗(yàn)滴定管是否漏液，洗滌儀器，潤洗后裝好標(biāo)準(zhǔn)碘溶液待用。 ②打開橙汁包裝，目測：顏色——橙黃色，澄清度——好。用________(填儀器名稱)向錐形瓶中滴入40.00 mL待測橙汁，滴入2滴指示劑。 ③用左手控制滴定管的________(填部分)，右手搖錐形瓶，眼睛注視_________________，直到滴定終點(diǎn)，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是________________。 (5)數(shù)據(jù)記錄與處理：請?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理的表格，不必填數(shù)據(jù)。若經(jīng)數(shù)據(jù)處理，滴定中消耗標(biāo)準(zhǔn)碘溶液的體積是16.00 mL，則橙汁中維生素C的含量是________mgL－1。 解析　由于用碘溶液滴定，因而選用淀粉作指示劑；第(5)問考查數(shù)據(jù)處理能力，應(yīng)取兩次或三次數(shù)據(jù)的平均值，根據(jù)化學(xué)方程式知n(C6H8O6)＝n(I2)，所以維生素C的物質(zhì)的量濃度為 molL－1 1 L該橙汁中維生素C的含量為 176103 mgL－1＝528 mgL－1。 答案　(3)②淀粉溶液 (4)②酸式滴定管或移液管?、刍钊″F形瓶中溶液顏色變化和滴定管中液體滴下的速率　溶液變藍(lán)色，且在半分鐘內(nèi)不褪色 (5)表格設(shè)計(jì)如下： 滴定 次數(shù) 待測液 體積/mL 標(biāo)準(zhǔn)碘溶液體積/mL 滴定前 刻度 滴定后 刻度 實(shí)際消 耗體積 平均值 1 2 3 528 10．白鐵即鍍鋅鐵皮，某學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)為了測定鋅鍍層的厚度，提出了各自的設(shè)計(jì)方案。 Ⅰ.甲同學(xué)的方案是，先用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應(yīng)掉，通過差量算出鋅的質(zhì)量，然后再由查得的鋅的密度算出鋅層的體積，最后由體積除以鍍鋅鐵皮面積得鋅層厚度。 (1)配制1 molL－1的鹽酸100 mL，需取用36.5%(ρ＝1.81 gcm－3)的鹽酸________mL；配制過程中要用到的玻璃儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還有_____________________________________________________________。 (2)將相同大小、相同厚度的普通鋅片和鍍鋅鐵皮放入兩支試管，各加入等量1 molL－1的鹽酸，觀察到鍍鋅鐵皮比普通鋅片與鹽酸反應(yīng)速率更快，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是________________________________________；在翻動橫放在燒杯中的鍍鋅鐵皮時(shí)，發(fā)現(xiàn)溶液上方的鋅層變薄的速率比下方的鋅層快得多，其原因可能是___________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)判斷鍍鋅鐵皮表面鋅恰好反應(yīng)的現(xiàn)象是___________________________。 Ⅱ.乙同學(xué)的意見及方案。 (1)意見：因?yàn)殡y以避免鐵會反應(yīng)，所以甲同學(xué)測出鋅的厚度會________(填“偏大”或“偏小”)。 (2)方案：通過查閱資料，知道Zn(OH)2既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)，于是設(shè)計(jì)了如下方案： 步驟③的操作是________；若使用的鍍鋅鐵片的質(zhì)量為28.156 g，最后稱得灼燒后固體的質(zhì)量為40.000 g，鍍鋅鐵皮長5.10 cm，寬5.00 cm，鋅的密度ρ＝7.14 gcm－3，則鋅鍍層的厚度為________cm。 Ⅲ.丙同學(xué)查得Fe(OH)2、Zn(OH)2開始沉淀的pH分別為6.5和5.6，認(rèn)為也可以用容量法(即滴定法)檢測且準(zhǔn)確度更高。該方法的要點(diǎn)是：準(zhǔn)確稱取m g白鐵，加入過量c molL－1的鹽酸b mL，再用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定過量的鹽酸，為了防止生成沉淀，應(yīng)選用的指示劑是________(選擇序號)。 a．酚酞　　　　b．石蕊　　　　c．甲基橙 解析?、?(1)是對一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的考查；(2)是對鍍鋅鐵皮鋅鍍層的厚度測定實(shí)驗(yàn)過程有關(guān)“異?！爆F(xiàn)象的解釋。鍍鋅鐵皮比普通鋅片與鹽酸反應(yīng)速率更快，與電化學(xué)腐蝕有關(guān)；而溶液上方的鋅層變薄的速率比下方的鋅層快得多，需要從上方的鋅層與下方鋅層所處環(huán)境的不同，考慮下方鋅層反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣泡對反應(yīng)的影響。Ⅲ.丙同學(xué)則選用滴定法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定過量的鹽酸時(shí)，為了防止生成沉淀，應(yīng)選用在酸性范圍變色的甲基橙為指示劑。 答案?、?(1)5.5　100 mL容量瓶、膠頭滴管 (2)鍍鋅鐵皮發(fā)生了原電池反應(yīng)　下方的氣泡阻止了酸液與鋅層的接觸 (3)產(chǎn)生氣泡的速率明顯下降 Ⅱ.(1)偏大　(2)過濾、洗滌　8.5710－4 Ⅲ. c