高二化学镀锌铁皮锌镀层厚度的测定试题
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高二化学镀锌铁皮锌镀层厚度的测定试题
1. 已知锌能溶解在NaOH溶液中，产生H2。某同学据此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、质量为m1的镀锌铁皮与石墨用导线相连，放入6 mol·L－1 NaOH溶液中，当石墨棒上不再有气泡产生时，取出铁片用水冲洗、烘干后称量，得质量为m2。下列说法正确的是(双选)( )
A．设锌镀层单侧厚度为h，锌的密度为ρ，则＝h
B．锌电极上发生还原反应
C．锌和石墨形成原电池，外电路中电流从锌流向石墨
D．当石墨不再产生气泡时，应立即取出铁皮
【答案】AD
【解析】镀锌铁皮与石墨用导线相连，放入6 mol·L－1 NaOH溶液中，构成的原电池中，锌为负极被氧化而溶解，石墨为正极，当石墨棒上不再有气泡(氢气)产生时，锌溶解完毕，因此应立即取出铁皮，否则，铁和石墨构成原电池在氢氧化钠溶液中会发生吸氧腐蚀，引起实验误差，因此正确的答案选AD。
【考点】考查镀锌铁皮的锌镀层厚度的测定实验设计以及误差分析
点评：该题是中等难度的试题，试题综合性强，侧重对学生实验能力的培养。本题的关键是明确实验原理，以及误差分析的判断依据，然后结合题意灵活运用加快，有利于培养学生规范严谨的实验设计和动手操作能力，也有助于培养学生的逻辑推理能力。
2. 利用维生素C能使淀粉碘溶液褪色的性质，通过实验(如图所示)比较加入苹果汁和橙汁的多少来确定它们中维生素C含量的多少。要得出正确结论，在实验时需要控制的条件是( )
A．实验时必须向两烧杯中同时滴加液体
B．淀粉碘溶液的体积和浓度必须相等
C．胶头滴管滴出的果汁的滴数必须相等
D．胶头滴管滴出的每滴果汁的体积不用相等
【答案】B
【解析】因为要比较加入苹果汁和橙汁的多少来确定它们中维生素C含量的多少，所以不必同时加入，滴数也不必相等，但碘的量要相等，每滴果汁的体积也必须相等才能进行比较，因此答案选B。
【考点】考查维生素Ｃ含量测定实验条件可知的有关判断
点评：该题以维生素Ｃ含量的测定未载体，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性，激发学生学习化学的求知欲，提高学生的应试能力和答题技巧。
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40 mL 6 mol·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
________________________________________________________________________。
(2)如何检验铁片已经洗净
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该小组的实验数据记录及数据处理如下，完成下列表格。(锌的密度为7.14 g/cm3)
数据记录
数据处理
镀锌铁皮
长度/cm
宽度/cm
镀锌铁皮质量/g
铁皮质量/g
锌镀层厚度(单侧)/cm
锌镀层平均厚度(单侧)/cm
A
5.00
4.90
4.460
4.313
4.201×10－4
B
5.10
5.00
4.421
4.267
4.229×10－4
C
5.20
5.00
4.640
4.467
4.660×10－4
计算镀锌铁皮锌镀层平均厚度(单侧)________cm。本实验中产生误差的地方可能有哪些(任意列举两
种)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
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↑。某同学按下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m g的镀锌铁皮放入6 mol·L－1 NaOH溶液中。回答下列问题。
(4)装置中导管a的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)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
____________________________________________________(填序号)。
(6)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL(实验条件下的气体摩尔体积为Vm L·mol－1)。则镀锌铁皮的厚度为
________________________________________________________cm。(写出数学表达式)
【答案】(1)产生气泡的速率突然减小
(2)取最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则铁片已洗净(或用玻璃棒蘸取最后一次洗涤液，滴在蓝色石蕊试纸上，若不变红色，则铁片已洗净)
(3)4.215×10－4 镀锌铁皮长、宽测量；反应前后铁皮质量称量；终点判断；反应后铁皮洗涤；铁皮烘干程度(任选两个)
(4)使分液漏斗和锥形瓶内气压相同，以便于NaOH溶液能顺利滴下
(5)④①③②④①(回答④①③②也可)
(6)h＝
【解析】(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。 (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。
(3)由三组所列锌镀层厚度数据来看，第三组数据与另两组有较大差距，应舍去，取前两组数据取平均值得4.215×10－4 cm；本实验中产生误差的地方可能有：长度和宽度的测量，质量的测量，恰好反应的判断，反应后铁皮的洗涤是否干净、烘干是否彻底等。
(4)随着分液漏斗内的液体不断流下，其内部压强变小，不利于液体流下。
(5)本实验的关键是测量气体的体积。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。
(6)V(H2)＝(V2－V1) mL，n(Zn)＝n(H2)＝(V2－V1)/(1000·Vm)，m(Zn)＝65 g·mol－1n(Zn)，锌的密度是7.14 g·cm－3，V(Zn)＝m(Zn)/7.14，由于铁片表面有上、下两层，所以每一层的厚度h＝V(Zn)/2S，代入即得答案。
【考点】考查化学实验的设计、分析与评价
点评：化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。纵观近几年高考，主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论，有利于培养学生的综合实验能力，提升学生的科学素养。
4. 把锌片投入到下列溶液中，锌片溶解且溶液质量减轻，又没有气体产生的是( )
A．H2SO4 B．CuSO4
C．ZnSO4 D．AgNO3
【答案】D
【解析】根据锌与H2SO4、CuSO4、AgNO3反应的方程式Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑，Zn＋CuSO4＝ZnSO4＋Cu，Zn＋2AgNO3＝Zn(NO3)2＋2Ag，分析实验现象及溶液质量的变化可知，正确的答案选D。
【考点】考查锌与酸以及盐溶液反应的有关判断
点评：该题是基础性试题的考查，难度不大，侧重对学生基础知识的检验和训练，意在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，难度不大，记住即可。
5. 下列事实不能用电化学原理解释的是( )
A．铝片不用特殊方法保护
B．轮船水线下的船体上装一定数量的锌块
C．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量CuSO4溶液后速率增大
D．镀锌铁比镀锡铁耐用
【答案】A
【解析】铝是活泼的金属，其表面极易被氧化生成一层致密的氧化膜，从而起到保护作用，这与电化学原理无关系。其中B是牺牲阳极的阴极保护法，C是原电池反应，加快反应速率，D也是原电池原理，答案选A。
【考点】考电化学原理的有关应用和判断
点评：该题是基础性试题的考查，也是高考中的常见考点，侧重对学生基础知识的巩固和训练，旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于调动学生的学习积极性，也有助于培养学生的逻辑推理能力。
6. 下列叙述中正确的是( )
A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属
B．由Cu、Zn作电极与CuSO4溶液组成的原电池中，Cu是负极
C．马口铁(镀锡铁)破损后若与电解质溶液接触，锡先被腐蚀
D．铜锌原电池工作时，若有13 g锌被溶解，则电路中有0.4 mol 电子通过
