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镀锌铁皮锌镀层厚度测定测试题  

2012-04-07 09:36:56|  分类: 【高二试题】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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镀锌铁皮锌镀层厚度测定测试题
 

 1.下列结论均出自《实验化学》中的实验,其中错误的是(  )
A.往新配制的可溶性淀粉溶液中滴加碘水,溶液显蓝色,用CCl4不能从中萃取出碘
B.当锌完全溶解后,铁与酸反应产生氢气的速率会显著减慢,此现象可作为判断镀锌铁皮中锌镀层是否完全被反应掉的依据
C.镀锌铁皮发生电化学腐蚀时,锌发生氧化反应
D.食醋的总酸含量是指食醋中醋酸的总物质的量浓度
解析:选D。食醋中含有醋酸等有机酸。食醋总酸含量是指每100 mL食醋中含酸(以醋酸计)的质量,也称食醋的酸度。
2.在镀锌铁皮的锌镀层厚度的测定过程中,下列操作会导致测定结果偏高的是(  )
A.过早判断反应终点
B.过迟判断反应终点
C.锌在酸中溶解后,铁皮未烘干就去称重
D.在测定铁皮的面积时测得面积比铁皮的实际面积大
解析:选B。过迟判断反应终点导致部分铁溶解,m1-m2偏大而引起结果偏高。过早判断反应终点、铁皮未烘干就去称重则使m1-m2偏小而引起结果偏低。
3.(2011年厦门高二检测)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m1-m22ρS=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
解析:选AD。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。
4.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
解析:选B。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。
5.(2011年无锡高二检测)“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)
解析:本题考查化学实验的设计、分析与评价。
(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-1 n(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。
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=V2-V11000 Vm×652S×7.14

1.(2011年莆田高二检测)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
解析:选D。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得答案。
2.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
3.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
解析:选D。两种活泼性不同的金属与
电解质溶液能够构成原电池,但不能因此说构成原电池的材料一定是金属,例如锌与石墨电极也能与电解质溶液构成原电池。在原电池中,活泼电极失去的电子流向不活泼的电极,因此活泼电极是负极。镀锡铁表皮破损后与电解质溶液构成原电池,铁比锡活泼,铁先失电子被腐蚀。铜锌原电池工作,锌作负极,失电子,电极反应为Zn-2e-===Zn2+,则13 g锌(0.2 mol)被溶解时电路中有0.4 mol 电子通过。
4.(2011年宁波高二检测)下列关于定量实验中的基本操作和仪器的描述正确的是(双选)(  )
A.用托盘天平称取20.00 g NaOH固体
B.用酸式滴定管准确量取20.00 mL  K2Cr2O7溶液
C.用电子(分析)天平测得铁片质量是15.524 g
D.在配制一定物质的量浓度的溶液时,定容后,经摇匀发现液面低于刻度线,此时再加入蒸馏水使其液面与刻度线持平
解析:选BC。托盘天平只能称准至小数点后一位数,故A不正确;配制一定物质的量浓度的溶液时,定容摇匀后不能再加入蒸馏水,故D不正确。
5.某铁件需长期浸在水下,为减少腐蚀,想采取下列措施,其中正确的是(双选)(  )
A.在铁件上铆上一些锌片
B.在制造铁件时,在铁中掺入一定量的铜制合金
C.在铁件表面涂上一层较厚的沥青
D.给铁件通入直流电,把铁件与电源正极相连
解析:选AC。A项铁、锌、水形成原电池,锌比铁活泼,铁被保护,B项铁比铜活泼,加快铁的腐蚀,C项涂上沥青,阻止铁与空气、水接触,可减少腐蚀,D项铁作阳极,加快腐蚀。故选A、C。
6.(2011年镇江高二检测)某种含有Mg2+和Zn2+的溶液,欲将其中的Zn2+沉淀出来,应该采取的正确方法是(  )
A.加入过量的NaOH溶液
B.加入过量的氨水
C.加入过量NaOH溶液,过滤,在滤液中通入过量CO2
D.加入过量的氨水,过滤,在沉淀中加入过量盐酸
解析:选C。Mg2+和Zn2+都能与NaOH溶液或氨水反应生成沉淀,但当NaOH溶液过量时,氢氧化锌沉淀与过量的NaOH反应生成锌酸盐,向其溶液中通入CO2可重新得到氢氧化锌沉淀。
7.下列物质与反应的分类正确的是(  )
A.纯碱、醋酸钠分别属于碱和盐
B.钢和目前流通的硬币都是金属单质
C.氯水和氨水都属于弱电解质
D.锌与强酸、强碱的反应都是
氧化还原反应
解析:选D。A项中纯碱、醋酸钠都属于盐,A错误;B项中钢和目前流通的硬币都是合金,B错误;C项中氯水和氨水都是混合物,不是电解质,C错误。
8.(2011年龙岩高二检测)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是用KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表示用NH3?H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是(  )
 
解析:选D。由KOH溶液滴定HCl和CH3COOH溶液的电导率变化关系图可以看出规律:①HCl被中和过程中电导率迅速下降,②CH3COOH被中和时电导率缓慢上升,③由拐点后迅速升高可推知强酸或强碱的量多少对电导率影响很大而弱酸和弱碱对电导率影响很小。根据以上三点分析NH3?H2O滴定HCl和CH3COOH混合溶液的过程为先中和HCl使电导率迅速降低,再中和CH3COOH,使电导率缓慢上升,后过量的NH3?H2O对电导率的影响很小(特别是在大量NH+4存在抑制NH3?H2O电离的条件下),故应选D。
9.下列实验操作会引起测定结果偏高的是(  )
A.测定胆矾结晶水含量的实验中,晶体加热完全失去结晶水后,将盛试样的坩埚在空气中自行冷却
B.中和滴定用的锥形瓶加入待测液后,再加少量蒸馏水稀释
C.为了测定一种白色固体的质量,将药品放在托盘天平的右盘,砝码放在左盘,并需移动游码使之平衡
D.量取待测液的移液管用水洗后,没有用待测液润洗2~3次
解析:选C。A选项,加热失去结晶水的CuSO4在空气中冷却时会吸收水分,从而使“失去结晶水后的硫酸铜”质量增大,即“硫酸铜晶体含有的结晶水”减小了,所以,测定出的结晶水含量会偏低;B选项,无影响,因为这不会引起待测液的物质的量的变化;C选项,实际上,“白色固体质量”+“游码读数”=“砝码读数”,但测定结果仍是“游码读数”+“砝码读数”,所以,测定结果偏高;D选项,待测液被稀释,在滴定中测得的是稀释后的浓度,所以,测定结果偏低。
10.(2011年邯郸高二检测)用如图装置测定水中氢、氧元素的质量比,其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差,实验测得m(H)∶m(O)>1∶8。下列对导致这一结果的原因的分析中,一定错误的是(  )
 
A.Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置
B.CuO没有全部被还原
C.Ⅱ 装置中玻璃管内有水冷凝
D.Ⅲ装置后缺少干燥装置
解析:选B。通氢气前后玻璃管的质量差为反应的CuO中O的质量,反应前后U形管的质量差为反应生成的水的质量。Ⅰ、Ⅱ装置之间没有干燥装置,则使Ⅰ中反应带出的水蒸气进入U形管使水的质量增大,则H质量增加,导致m(H)∶m(O)>1∶8。若Ⅱ装置有水冷凝,则使测得的水的质量减小,设冷凝水质量为m,则H质量减小m/9,但Ⅱ装置质量增加m,即测得O质量减小m,由于m(H)∶m(O)=1∶8,若设m(H)=n,则m(O)=8n,则测得的m?H?m?O?=n-m98n-m =18+m72?8n-m?>18,因此测得m(H)∶m(O)>1∶8。Ⅲ装置后缺少干燥装置,会导致CaCl2吸收空气中的水蒸气,导致测得水的质量增加,m(H)∶m(O)>1∶8。只有B中CuO没有被完全还原,则对m(H)∶m(O)的测定没有影响,因此一定错误。
11.已知Zn(OH)2能溶于NaOH溶液转变成Na2[Zn(OH)4]。为了测定某白铁皮中锌的质量分数,进行如下实验:取a g白铁皮样品于烧杯中,加入过量稀盐酸,用表面皿盖好,开始时产生气泡的速度很快,以后逐渐变慢。待试样全部溶解后,向烧杯中加入过量NaOH溶液,充分搅拌后过滤,将所得沉淀在空气中加强热至质量不变,称得残留固体质量为b g。
(1)白铁皮镀锌的目的是
___________________________________________________。
(2)气泡产生速度先快后慢的原因是
__________________________________________________
____________________________________________________
____________________________________________________。
(3)溶液中加入过量NaOH溶液,发生反应的离子方程式是(不是离子反应的写化学方程式):
_____________________________________________________;
_____________________________________________________;
___________________________________________________;
____________________________________________________。
(4)最后残留的固体是__________,得到该固体的化学反应方程式是
_____________________________________________________。
(5)白铁皮含锌的质量分数是______________(用含a、b的式子表示)。
解析:(1)白铁皮镀锌的目的是为了保护内部的Fe,增加Fe的抗腐蚀能力。
(2)Zn、Fe在稀盐酸中形成原电池,反应速率快,随着H+浓度的不断减小,表面Zn溶解,原电池作用逐渐减弱,反应速率逐渐减慢。
(3)结合题给信息和所学化学知识,可以写出(3)中的离子方程式。
(4)Fe(OH)3不稳定,受热时易发生分解,所以得到的固体是Fe2O3。
(5)根据残留固体氧化铁的质量b g可得铁元素的质量为:112160b g,所以a g白铁皮中锌的质量为(a-112160b) g,从而可以计算出锌的质量分数是100a-70ba%。
答案:(1)保护内部的铁,增加铁的抗腐蚀能力
(2)开始时,氢离子浓度大,加上锌与铁构成无数微小的原电池,反应速度快。随着反应的进行,溶液中氢离子浓度减小,表面锌溶解后,原电池作用逐渐减小以至不存在,反应速率明显减慢
(3)Zn2++2OH-===Zn(OH)2↓
Zn(OH)2+2OH-===[Zn(OH)4]2-
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(4)Fe2O3 2Fe(OH)3=====△Fe2O3+3H2O
(5)100a-70ba%
12.某同学测定镀锌铁皮锌镀层厚度,步骤如下:
(1)测量三块镀锌铁皮的长度与宽度,记录数据。
(2)用电子天平分别测量三块镀锌铁皮的质量。
(3)将镀锌铁皮放入烧杯中,加入盐酸,反应时应小心将铁片翻动,该操作的目的是____________________________________________________。
若没有此类操作,则测得的锌镀层厚度
_____________________________________________________。
当反应速率显著减小时,立即取出铁片并
___________________________________________________,
该操作的目的是
_____________________________________________________。
(4)将铁片放在石棉网上,用小火烘干,该操作的目的是______________________________。若不烘干,则计算得到的锌镀层厚度结果将____________。若改用酒精灯持续加强热,则会造成___________________________________________________。
(5)根据实验数据,完成下表,求出镀锌铁皮的锌镀层厚度(锌的密度取7.14 g?cm-3)。

数据记录 数据处理
镀锌铁皮A长4.94 cm、宽4.90 cm
镀锌铁皮B长5.05 cm、宽5.00 cm
镀锌铁皮C长5.05 cm、宽4.90 cm
镀锌铁皮A m1(A)=2.455 g
镀锌铁皮B m1(B)=2.508 g
镀锌铁皮C m1(C)=2.500 g
镀锌铁皮A m2(A)=2.201 g
镀锌铁皮B m2(B)=2.247 g
镀锌铁皮C m2(C)=2.238 g 镀锌铁
皮编号 镀锌铁
皮厚度
(单侧)
/cm 镀锌铁
皮平均
厚度(单
侧)/cm
 镀锌
铁皮A  
 镀锌
铁皮B  
 镀锌
铁皮C  
解析:反应时小心地将铁片翻动,是为了使Zn与盐酸充分反应;在盐酸中,Zn与Fe构成原电池,因为Zn的活泼性比Fe的强,Zn失去电子被氧化,随着Zn的消耗,原电池作用减弱,反应速率减慢,当反应速率显著减小时,说明Zn与盐酸反应完成。根据公式:h=m1-m22ρS可以知道当Zn反应不完全、铁片不干燥或铁片被氧化时都会使h减小,也可以根据上述公式计算出镀锌铁皮的厚度。
答案:(3)使Zn充分反应 偏低 冲洗铁片上的酸液体 避免铁被腐蚀 (4)除去水分 偏低 铁片氧化

(5)
镀锌铁皮厚度(单侧)/cm 镀锌铁皮平均厚度(单侧)/cm
7.348×10-4 7.334×10-4
7.239×10-4 
7.415×10-4 
13.氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001 mol?L-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应的离子方程式是2MnO-4+5HSO-3+H+===2Mn2++5SO2-4+3H2O。
填空回答问题:
(1)该滴定实验所需仪器为下列中的__________。
A.酸式滴定管(50 mL) B.碱式滴定管(50 mL) 
C.量筒(10 mL) D.锥形瓶 E.铁架台 F.滴定管夹
G.烧杯 H.白纸 I.胶头滴管 J.漏斗
(2)不用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因:____________________________________________________
____________________________________________________。
(3)选何种指示剂,说明理由
____________________________________________________
___________________________________________________。
(4)滴定前平视KMnO4液面,刻度为a mL,滴定后俯视液面刻度为b mL,则(b-a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积________(填“多”或“少”)。根据(b-a)mL计算得到的待测浓度,比实际浓度________(填“大”或“小”)。
答案:(1)ABDEFGH
(2)碱 高锰酸钾具有强氧化性,能腐蚀橡胶管
(3)不用指示剂,因为MnO-4本身有颜色,可作指示剂且MnO-4全部转化为Mn2+时紫色褪去,现象明显
(4)少 小

 

 

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