Question

【題目】（7分）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(jìn)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(jī)電業(yè)等，幾乎涉及衣食住行各個領(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=2．0 cm，寬度=l．9 cm。

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

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

（5）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。

【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”或“偏短”）。

【實驗改進(jìn)】

資料卡片：如圖甲所示，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(jìn)成如圖乙的裝置，當(dāng)觀察到____，此時鋅層恰好反應(yīng)。

Answer 1

【答案】【實驗步驟】48．1 （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）0．37（2分）

【實驗反思】偏長（1分）

【實驗改進(jìn)】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/mL×x

x≈48．1mL；

（4）當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(jìn)】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(qiáng)，會有電子的流動，從而產(chǎn)生電流．鋅作負(fù)極，鐵作正極，電子從負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極．當(dāng)反應(yīng)停止時，電子停止流動，電流為0，鋅恰好反應(yīng)．