Question

3．“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性，是生产中常用的金属材料之一．镀锌层犹如铁皮的保护层，这层膜的厚度是判断镀层质量的重要指标．某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮镀锌层的厚度，设计了下面的实验方案．
（1）讨论：在铁皮表面镀锌是为了b．（填字母）
a．锌没有铁活泼，镀在铁的表面可防止生锈
b．锌比铁活泼，并且在空气中容易形成致密的氧化膜，防止生锈
（2）甲同学的方案是：如图1，将镀锌铁皮浸泡在盐酸中，先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉，通过测量因产生气体而形成差量计算出锌的质量，然后再计算得到锌层的厚度．但是乙同学回顾起上课时老师演示的“用足量盐酸除铁锈”的实验现象，马上对甲同学的方案的可行性提出了异议，乙同学的理由是铁也能和稀盐酸反应也能生成气体，很难控制只让锌反应，不让铁反应．

（3）乙同学查阅资料：ZnCl₂、FeCl₂都能与NaOH溶液反应，生成难溶于水Zn（OH）₂和
Fe（OH）₂，而Zn（OH）₂既可以溶于酸也可以溶于碱，Fe（OH）₂则只能溶于酸，于是设计了如下方案：

步骤②中加入足量氢氧化钠的目的是让氢氧化锌溶解与氢氧化铁分离．
（4）丙同学设计通过测量镀锌铁皮与酸反应产生气体的体积来计算锌层的厚度，他设计了如图2所示装置．其中仪器A中盛放的是镀锌铁皮，仪器B中盛放的是稀硫酸．为了测量准确，在球型干燥管内的水面上加一层植物油．
①选择用稀硫酸而不用浓盐酸的原因是浓盐酸有挥发性影响气体的体积的测定．
②检查量气装置气密性：连接好装置，关闭弹簧夹，从量气管注水，若观察量液管内液面能形成一段稳定的水柱，说明该量气装置气密性良好．
③若分液漏斗B的上方不连接导管a（即去掉导管a，且装置的气密性良好），则测出气体体积会偏大（选填“偏小”、“偏大”或“没有影响”）．

Answer 1

分析 （1）锌比铁活泼，通常情况下能和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜；
（2）锌能和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；
（3）在足量的氢氧化钠溶液中不能产生氢氧化锌沉淀；
（4）浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢气体会干扰实验；
凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
若分液漏斗上方不连接导管a，则测出气体体积会偏大．

解答 解：（1）在铁皮表面镀锌是因为锌比铁活泼，并且在空气中容易形成致密的氧化膜，防止生锈．
故填：b．  
（2）乙同学的理由是：因为铁也能和稀盐酸反应生成气体，因此很难控制只让锌反应，不让铁反应．
故填：铁也能够和稀盐酸反应生成氢气．
（3）步骤②中加入足量氢氧化钠的目的是让氢氧化锌溶解与氢氧化铁分离．
故填：防止产生氢氧化锌沉淀．
（4）①选择用稀硫酸而不用浓盐酸的原因是浓盐酸有挥发性，影响气体的体积的测定．
故填：浓盐酸易挥发．
②检查量气装置气密性：连接好装置，关闭弹簧夹，从量气管注水，若观察到量气管中液面与左边液面形成高度差，一段时间后，两边高度差不变，说明该量气装置气密性良好．
故填：量气管中液面与左边液面形成高度差，一段时间后，两边高度差不变．
③若分液漏斗上方不连接导管a，则进入锥形瓶中的稀硫酸占据的空气会随着生成的气体进入球形干燥管，从而导致测出的气体体积偏大．
故填：偏大
故答案为：（1）b
（2）铁也能和稀盐酸反应也能生成气体，很难控制只让锌反应，不让铁反应．
（3）让氢氧化锌溶解与氢氧化铁分离．
（4）①浓盐酸有挥发性影响气体的体积的测定
②量液管内液面能形成一段稳定的水柱
③偏大

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．