Question

（16分）

“白铁皮”即镀锌铁皮，镀锌层犹如铁皮的保护层,具有较强的耐腐蚀性,这层膜的厚度是判断白铁皮质量的重要指标，某研究性学习小组为了测定镀膜厚度,设计了下面的实验方案。

已知：

锌与强碱溶液反应的离子方程式为 :Zn+20H^-=Zn0₂^2-+H₂↑

锌的密度为dg/cm³

某学习小组同学设计了下图装置,使单侧面积为Scm²、质量为mg，的镀锌铁皮完全浸人6mol·L^-1NaOH溶液中，充分反应。

回答下列问题 :

（1）仪器名称A        _B        

（2）装置中导管 a 的作用是_________________________,

（3）干燥管C与量气管D （具有刻度的细长玻璃管）在反应前后液面高度有何要求：

反应前_______________,反应后              ,（答：“C中液面高于D中液面”，“C中液面低于D中液面”，“C中液面与D中液面相平”）其目的是_______________________。

（4）除了锌之外，另一种常见金属与强碱溶液反应的离子方程式为             。

（5）请设计实验证明，铁并未与强碱溶液反应而进入溶液                   。

（6）实验前后量气管中液面读数分别为 V₁mL、V₂mL，（实验条件的气体摩尔体积为V_m L·mol^-1), 则镀锌铁皮的厚度为h=_______________________cm（写出数学表达式）。

（7）请另设计一种测镀锌膜的厚度的方案，并用简单的方式表述出来：

Answer

（1）分液漏斗，锥形瓶

（2）将AB连通，平衡两者气压，使液体能顺利流下

（3）C中液面与D中液面相平；C中液面与D中液面相平；保证BC装置内的气压始终恒定。

（4）2Al + 2OH— + 2H2O = 2AlO2— + 3H2↑

(5)参考方案：取B 反应后剩余液，加入足量稀硝酸酸化，再滴入KSCN溶液，未见变红（其他方案合理亦可）

(6) h=

(7) 参考1：镀锌铁皮与强碱反应后，测剩余铁的质量，获得锌的质量，再进行换算

参考2：镀锌铁皮与盐酸反应后，根据金属的质量及产生氢气的体积进行换算

参考3：镀锌铁皮与盐酸反应后，在余下液体中加入足量强碱，过滤洗涤灼烧根据产生的氧化铁质量换算

（其他方案：在中学生所知范围内，合理即可）

【解析】

试题分析：（1）在做制备氯气的实验中用过这些一起，A为分液漏斗。B为锥形瓶。（2）为了使反应顺利进行，反应漏斗的试剂顺利滴下，需要保持压强的内外一致，因此需要导管a这个装置，装置中导管 a 的作用是：将AB连通，平衡两者气压，使液体能顺利流下。（3）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，因此干燥管C与量气管D（具有刻度的细长玻璃管）在反应前后液面高度都是相平的。（4）根据所学知识，铝可与强碱溶液反应，离子方程式为：2Al + 2OH— + 2H2O = 2AlO2— + 3H2↑。（5）利用铁离子（Fe3＋）的特征反应，遇KSCN溶液变红来检验铁是否参与了反应，方案为：取B 反应后剩余液，加入足量稀硝酸酸化，再滴入KSCN溶液，未见变红（其他方案合理亦可）。（6）根据体积只差算出放出H2的体积，利用化学方程式：Zn+20H-=Zn022-+H2↑，计算出Zn的质量，再用m=ρV=ρSh,得出h=m/(ρS)，带入数据，解得h=。（7）这题是开放题，只要符合题意的方案都是可以的。

考点：化学实验 化学计算