题目内容

某实验兴趣小组为了测定镀锌铁皮中锌的质量分数ω（Zn），设计如下实验方案．
【方案甲】测定试样与6mol/L盐酸溶液反应前后固体的质量变化，流程如下：

（1）操作II中镀层反应完的标志是．操作IV的名称是．
（2）操作III中，检验铁片已洗净的方法是．
（3）若要进一步计算锌镀层厚度，还需知道的物理量是：镀锌铁皮的表面积S、．
【方案乙】测定试样与6mol/L的烧碱溶液反应生成的氢气体积，装置如图：

[已知：锌易溶于强碱溶液：Zn+2NaOH+2H₂O→Na₂Zn（OH）₄+H₂↑]
（4）配制250mL 6mol/L的NaOH溶液，需要量取48%的浓NaOH溶液（密度为1.506g/cm³）mL，用规格为mL量筒量取．
（5）为精确测定H₂体积，在反应结束并冷却后，用针筒在储液瓶左侧乳胶管处进行抽气，直至为止．若省略此步骤，测得的体积数据将（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（6）已知镀锌铁皮的质量为m g，加入烧碱溶液的体积为V₁mL（所有体积数据均已折算至标准状况，下同），最终液体量瓶中水的体积为V₂mL，针筒抽出气体的体积为V₃mL．选择合理数据，计算ω（Zn）=__．

解：（1）测定试样与6mol/L盐酸溶液反应前后固体的质量变化，反应完全是不再生成氢气，得到固体放在石棉网上用酒精灯烘干，
故答案为：生成氢气的速率突然减慢；烘干；
（2）操作III中，检验铁片已洗净的方法是检验洗涤液中是否含有氯离子，取最后一次洗涤液，加入硝酸银溶液，无白色沉淀产生，则铁片已洗净，
故答案为：取最后一次洗涤液，加入硝酸银溶液，无白色沉淀产生，则铁片已洗净；
（3）计算锌镀层厚度，实验测定锌的质量，还需知道的物理量是：镀锌铁皮的表面积S，金属锌的密度，故答案为：金属锌的密度；
（4）配制250mL 6mol/L的NaOH溶液，需要量取48%的浓NaOH溶液（密度为1.506g/cm³）溶液体积为x，得到0.250ml×6mol/L=（x×1.506g/mol×48%）× $\text{[math]}$ ，得到x=8ml，选择量筒是100ml，
故答案为：83；100；
（5）用针筒在储液瓶左侧乳胶管处进行抽气保证生成的氢气全部进入储气瓶；忽略此步骤测定结果偏小，故答案为：储液瓶中导管内外液面相平；偏小；
（6）Zn+2NaOH+2H₂O→Na₂Zn（OH）₄+H₂↑，反应中锌物质的量和氢气相同，已知镀锌铁皮的质量为m g，加入烧碱溶液的体积为V₁mL（所有体积数据均已折算至标准状况，下同），最终液体量瓶中水的体积为V₂mL，针筒抽出气体的体积为V₃mL．氢气物质的量=（ $\text{[math]}$ ×10^-3+ $\text{[math]}$ ×10^-3）mol，
锌的质量分数= $\text{[math]}$ ×100%= $\text{[math]}$ ×100%
故答案为： $\text{[math]}$ ×100%．
分析：（1）盐酸溶解锌反应完全后无气体放出，依据流程分析，测定试样与6mol/L盐酸溶液反应前后固体的质量变化，操作Ⅳ是对固体烘干；
（2）检验洗涤液中氯离子的存在与否来检验是否洗净；
（3）计算锌镀层厚度，需要的数据是锌质量、镀锌铁皮的表面积S和密度；
（4）依据溶液中溶质物质的量相同计算，依据计算得到溶液体积和量筒的规格选择；
（5）用针筒在储液瓶左侧乳胶管处进行抽气保证生成的氢气全部进入储气瓶；忽略此步骤测定结果偏小；
（6）计算生成的氢气物质的量是液体量瓶中水的体积为V₂mL，针筒抽出气体的体积为V₃mL，结合化学方程式计算锌的物质的量结合含锌的质量分数．
点评：本题考查了物质性质的探究实验方法和步骤分析，溶液配制的理解应用，化学方程式的计算，题目难度中等．

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