Question

（2012?虹口區二模）某實驗興趣小組為了測定鍍鋅鐵皮中鋅的質量分數ω（Zn），設計如下實驗方案．
【方案甲】測定試樣與6mol/L鹽酸溶液反應前后固體的質量變化，流程如下：

（1）操作II中鍍層反應完的標志是

生成氫氣的速率突然減慢

．操作IV的名稱是

烘干

．
（2）操作III中，檢驗鐵片已洗凈的方法是

取最后一次洗滌液，加入硝酸銀溶液，無白色沉淀產生，則鐵片已洗凈

．
（3）若要進一步計算鋅鍍層厚度，還需知道的物理量是：鍍鋅鐵皮的表面積S、

金屬鋅的密度

．
【方案乙】測定試樣與6mol/L的燒堿溶液反應生成的氫氣體積，裝置如圖：

[已知：鋅易溶于強堿溶液：Zn+2NaOH+2H₂O→Na₂Zn（OH）₄+H₂↑]
（4）配制250mL 6mol/L的NaOH溶液，需要量取48%的濃NaOH溶液（密度為1.506g/cm³）

83

mL，用規格為

100

mL量筒量取．
（5）為精確測定H₂體積，在反應結束并冷卻后，用針筒在儲液瓶左側乳膠管處進行抽氣，直至

儲液瓶中導管內外液面相平

為止．若省略此步驟，測得的體積數據將

偏小

（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．
（6）已知鍍鋅鐵皮的質量為m g，加入燒堿溶液的體積為V₁mL（所有體積數據均已折算至標準狀況，下同），最終液體量瓶中水的體積為V₂mL，針筒抽出氣體的體積為V₃mL．選擇合理數據，計算ω（Zn）=

65×(V2+V3)×10-3

22.4×m

×100%

．

Answer 1

分析：（1）鹽酸溶解鋅反應完全后無氣體放出，依據流程分析，測定試樣與6mol/L鹽酸溶液反應前后固體的質量變化，操作Ⅳ是對固體烘干；
（2）檢驗洗滌液中氯離子的存在與否來檢驗是否洗凈；
（3）計算鋅鍍層厚度，需要的數據是鋅質量、鍍鋅鐵皮的表面積S和密度；
（4）依據溶液中溶質物質的量相同計算，依據計算得到溶液體積和量筒的規格選擇；
（5）用針筒在儲液瓶左側乳膠管處進行抽氣保證生成的氫氣全部進入儲氣瓶；忽略此步驟測定結果偏小；
（6）計算生成的氫氣物質的量是液體量瓶中水的體積為V₂mL，針筒抽出氣體的體積為V₃mL，結合化學方程式計算鋅的物質的量結合含鋅的質量分數．

解答：解：（1）測定試樣與6mol/L鹽酸溶液反應前后固體的質量變化，反應完全是不再生成氫氣，得到固體放在石棉網上用酒精燈烘干，
故答案為：生成氫氣的速率突然減慢；烘干；
（2）操作III中，檢驗鐵片已洗凈的方法是檢驗洗滌液中是否含有氯離子，取最后一次洗滌液，加入硝酸銀溶液，無白色沉淀產生，則鐵片已洗凈，
故答案為：取最后一次洗滌液，加入硝酸銀溶液，無白色沉淀產生，則鐵片已洗凈；
（3）計算鋅鍍層厚度，實驗測定鋅的質量，還需知道的物理量是：鍍鋅鐵皮的表面積S，金屬鋅的密度，故答案為：金屬鋅的密度；
（4）配制250mL 6mol/L的NaOH溶液，需要量取48%的濃NaOH溶液（密度為1.506g/cm³）溶液體積為x，得到0.250ml×6mol/L=（x×1.506g/mol×48%）×

1

40

，得到x=8ml，選擇量筒是100ml，
故答案為：83；100；
（5）用針筒在儲液瓶左側乳膠管處進行抽氣保證生成的氫氣全部進入儲氣瓶；忽略此步驟測定結果偏小，故答案為：儲液瓶中導管內外液面相平；偏小；
（6）Zn+2NaOH+2H₂O→Na₂Zn（OH）₄+H₂↑，反應中鋅物質的量和氫氣相同，已知鍍鋅鐵皮的質量為m g，加入燒堿溶液的體積為V₁mL（所有體積數據均已折算至標準狀況，下同），最終液體量瓶中水的體積為V₂mL，針筒抽出氣體的體積為V₃mL．氫氣物質的量=（

V2

22.4

×10^-3+

V3

22.4

×10^-3）mol，
鋅的質量分數=

( V2+V3 22.4 ×10-3)×65

m

×100%=

65×(V2+V3)×10-3

22.4×m

×100%
故答案為：

65×(V2+V3)×10-3

22.4×m

×100%．

點評：本題考查了物質性質的探究實驗方法和步驟分析，溶液配制的理解應用，化學方程式的計算，題目難度中等．