题目内容

2．“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，这层膜的厚度及均匀度也成了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的厚度，设计了下面的实验方案：
方案一：取三块镀锌铁皮（A、B、C，截自同一块镀锌铁皮），将镀锌铁皮A放入烧杯中，加入40mL 6mol•L-1盐酸，反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮，待锌镀层反应完全时，立即将未反应的铁皮取出，洗涤、小心烘干、称量．将B、C重复上面的实验．
（1）锌镀层完全反应的标志是生成氢气的速率突然减慢．
（2）如何检验铁片已经洗净取最后一次洗涤液，加入硝酸银溶液，无白色沉淀产生，则铁片已洗净
方案二：已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为：Zn+2OH-+2H2O=[Zn（OH）4]2-+H2↑．某同学按右图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案，将单侧面积为S cm2、质量为mg的镀锌铁皮放入6mol•L-1 NaOH溶液中．回答下列问题：
（3）装置中导管a的作用是使分液漏斗和锥形瓶内气压相同，氢氧化钠溶液能顺利滴下．
（4）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：
①记录C的液面位置；②待B中不再有气体产生并恢复至室温；③由A向B中滴加足量NaOH溶液；④上下移动C，使干燥管和C中液面相平．
上述操作的顺序是④①③②④①（填序号，序号可重复使用）．
（5）实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL（已知Zn的密度为7.14g/cm3，实验条件的气体摩尔体积为Vm L/mol）．则镀锌铁皮的镀层厚度为$\frac{\frac{V{\;}_{1}-V{\;}_{2}}{1000V{\;}_{m}}×65}{2S×7.14}$cm．（写出数学表达式）

分析 （1）当锌镀层完全反应后就是铁与盐酸反应，由于锌和铁的活泼性不同，反应速率就不同，据此判断；
（2）检验洗涤液中氯离子的存在与否来检验是否洗净；
（3）装置中导管a的作用是保持压强相同是氢氧化钠顺利从分液漏斗滴下；
（4）本实验的关键是测量气体的体积，所以是开始先把量气管两端液面相平后，读数记录，加入氢氧化钠溶液到不再有气体放出，恢复室温再把量气管连段液面相平再读数；
（5）依据锌镀层厚度=$\frac{V}{S}$，锌的体积=$\frac{m}{ρ}$，锌的质量=n（Zn）×M（Zn），反应的锌和生成的氢气物质的量相同．

解答 解：（1）当锌镀层完全反应后就是铁与盐酸反应，由于锌和铁的活泼性不同，反应速率就不同，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；
故答案为：生成氢气的速率突然减慢；
（2）从溶液中取出的铁片必然带有盐酸及其盐，当洗净时也就是不再含有盐酸及其盐，所以检验铁片是否洗净就是检验氯离子，也可检验其酸性；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）装置中导管a的作用是使分液漏斗和锥形瓶内气压相同，氢氧化钠溶液能顺利滴下；
故答案为：使分液漏斗和锥形瓶内气压相同，氢氧化钠溶液能顺利滴下；
（4）根据此装置的原理，应两次记录C中的读数，取其差值就是所得气体的体积，所以第一步就应该是④，然后是①记录C的液面位置；再就是③由A向B中滴加足量NaOH溶液；②待B中不再有气体产生并恢复至室温，把量气管④上下移动C，使干燥管和C中液面相平，最后是①记录C的读数来计算；
故答案为：④①③②④①；
（5）V（H2）=（V2-V1） mL，n（Zn）=n（H2）=$\frac{V{\;}_{2}-V{\;}_{1}}{1000•V{\;}_{m}}$，m（Zn）=65 g•mol-1 n（Zn）=$\frac{V{\;}_{2}-V{\;}_{1}}{1000•V{\;}_{m}}$×65g，锌的密度是7.14 g•cm-3，所以V（Zn）=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{m（Zn）}{7.14}$；由于铁片表面有上、下两层，所以每一层的厚度h=$\frac{V（Zn）}{2S}$=$\frac{\frac{V{\;}_{1}-V{\;}_{2}}{1000V{\;}_{m}}×65}{2S×7.14}$；
故答案为：$\frac{\frac{V{\;}_{1}-V{\;}_{2}}{1000V{\;}_{m}}×65}{2S×7.14}$．

点评 本题考查了物质性质的实验设计和步骤分析判断，装置分析是解题关键，注意金属厚度的计算方法应用，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
12．下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是（　　）
A．气体摩尔体积的数值是固定不变的，都约为22.4L
B．通常情况的气体摩尔体积约为22.4L
C．标准状况下的气体的摩尔体积约为22.4L
D．标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4L/mol
13．下列说法正确的是（　　）
A．绿色食品就是指颜色为绿色的食品B．有机食品是指含有机物的食品
C．OTC表示处方药D．加碘盐是在食盐中加入KIO3
10．某自来水中含有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO3-、SO42-、Cl-，长期烧煮上述自来水会在锅炉内形成水垢．锅炉水垢不仅耗费燃料，而且有烧坏锅炉的危险，因此要定期清除锅炉水垢．已知部分物质20℃时的溶解度数据为
物质Mg（OH）2CaCO3MgCO3Ca（OH）2CaSO4MgSO4
$\frac{溶解度}{g/100g{H}_{2}O}$9.0×10-41.5×10-31.0×10-21.7×10-12.1×10-126.7
（1）请用化学方程式表示锅炉中的水垢含有Mg（OH）2的原因：Mg（HCO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO3↓+H2O+CO2↑，MgCO3+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）2+CO2↑．
（2）锅炉中的水垢所含有的CaSO4不能直接用酸除去，需要加入试剂X，使其转化为易溶于盐酸的物质Y而除去．试剂X是C（填序号）．
A、食醋　　　　B、氯化钡　　C、碳酸钠　　D碳酸氢钠
CaSO4能转化为物质Y 的原因是（用文字叙述）碳酸钙的溶解度小于硫酸钙的溶解度．
（3）除含CaSO4、Mg（OH）2外，锅炉水垢中还可能含有的物质是（写化学式）MgCO3和CaCO3．
（4）水中的Ca2+、Mg2+可以用一定浓度的M溶液进行测定，M与Ca2+、Mg2+都以等物质的量进行反应．现取含Ca2+浓度为0.40g/L的自来水样10mL，至锥形瓶中进行滴定，达到终点时，用去了浓度为0.01mol/L的M溶液20.00mL，则该自来水样中Mg2+的物质的量浓度是0.01mol/L．
17．化学在能源开发与利用中起着十分重要的作用．
（1）已知在标准状况下，11.2L氢气在氧气中完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ．请回答：
①写出表示氢气燃烧热的热化学方程式：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=-245.8KJ?mol-1
②若断开1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，断开1mol氧气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol水中的化学键释放的能量为Q3kJ，则下列关系正确的是B
A．Q1+Q2＜Q3   B．2Q1+Q2＜2Q3C．2Q1+Q2＞2Q3  D．Q1+Q2＞Q3
③能源分一级能源和二级能源，氢气属于二级能源．下列叙述正确的是AC
A．电能是二级能源        B．水力是二级能源       C．天然气是一级能源
（2）甲醇是重要的基础化工原料，又是一种新型的燃料，制取甲醇的传统方法是采用CuO～ZnO/r～Al2O3为催化剂，合成反应为：CO+2H2→CH3OH．生产中一些工艺参数如图所示．该反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应．
（3）最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极加入甲醇，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-离子．该电池的正极反应式为O2+4e-=2O2-．电池工作时，固体电解质里的O2-向负极移动．
7．根据已学知识，请你回答下列问题：
（1）写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的外围电子排布式为：3d64s2．
（2）某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布是4s24p4，该元素的名称是硒．
（3）根据VSEPR模型，H3O+的分子立体结构为：三角锥形．
（4）含有非极性键的离子化合物（任写一种）Na2O2．
（5）含有极性键和非极性键的极性分子（任写一种）H2O2．
（6）向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成红色．该反应在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCN═Fe（SCN）3+3KCl表示，经研究表明Fe（SCN）3是配合物，Fe3+与SCN-不仅能以1：3的个数比配合，还可以其他个数比配合．若Fe3+与SCN-以个数比1：1配合所得离子显红色．含该离子的配合物的化学式是[Fe（SCN）]Cl2．
14．（1）已知：在常温下，浓度均为0.1mol•L-1的下列六种溶液的pH：
溶质CH3CO
ONa		NaHCO3Na2CO3NaClONaCNC6H5ONa
pH8.89.711.610.311.111.3
复分解反应存在这样一个规律：一种较强酸（或碱性较强的物质）可以自发地反应生成较弱酸（或碱性较弱的物质）．照该规律，请判断下列反应不能成立的是CD  （填编号）．
A．CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa   B．CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C．CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO         D．CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH
（2）根据前述信息判断，浓度均为0.05mol•L-1的下列六种物质的溶液中，pH最小的是⑤  （填编号）；将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是①   （填编号）．
①C6H5OH   ②CH3COOH   ③HCN   ④HClO   ⑤H2SO4   ⑥HClO4
（3）根据前述信息，写出将过量的氯气通入到少量的碳酸钠溶液中反应的离子方程式：Cl2+H2O+2CO32-=2HCO3-+Cl-+ClO-．
（4）标准状况下，向1L含NaOH、Ca（OH）2各0.1mol的溶液中不断通入CO2至过量，请画出产生的沉淀的物质的量（mol）随CO2通入体积（L）的变化趋势图．
11．以下能级符号不正确的是（　　）
A．3sB．3pC．3dD．2d
3．用系统命名法命名下列物质或写出下列物质的结构简式
①（CH3）3C（CH2）2CH（CH3）22，2，5-三甲基己烷
②3-甲基-1-丁炔
③2-甲基-2，4-己二烯
④间硝基甲苯
⑤1，3，5-三甲苯．

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