14.教室門所包的鍍鋅鐵皮,俗稱“白鐵皮”,小鄭對“白鐵皮”進(jìn)行如下探究:
【探究一】比較鋅鐵金屬活動性
步 驟現(xiàn) 象結(jié) 論
往大小相同的純鋅片和純鐵片中分別加入等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸鋅片產(chǎn)生氣泡快
鐵片產(chǎn)生氣泡慢
金屬鋅的活動性大于鐵的活動性
【探究二】鍍鋅層的作用
取兩片大小相同的白鐵皮,將其中一片用砂紙打磨去除鍍鋅層,另一片未做任何處理,按如圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

【回答問題】
鍍鋅鐵皮更耐腐蝕,此現(xiàn)象與下列因素有關(guān)的是C(填字母).
A.鋅的硬度大小
B.鋅的熔點(diǎn)大小
C.鋅在空氣中更容易與氧氣反應(yīng)在表面形成致密的氧化膜
【探究三】測定該白鐵皮中鐵的含量(忽略鍍鋅層的氧化)
【查閱資料】氯化鋅、氯化亞鐵都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鋅、氫氧化亞鐵,但氫氧化鋅可溶解于過量的氫氧化鈉溶液中,氫氧化亞鐵卻不會溶解于過量的氫氧化鈉溶液中.
方案一  用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應(yīng)掉,通過測定反應(yīng)前后固體質(zhì)量差計(jì)算出鐵的質(zhì)量.該方案存在的問題是:由于鐵也會與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,因此很難判斷什么時候鋅正好反應(yīng)掉而鐵沒有反應(yīng).
方案二  通過以下實(shí)驗(yàn)流程測定白鐵皮中鐵的含量

(1)配制500g 5%的鹽酸,需要36%的鹽酸(密度為1.18g/cm3)58.0 mL(精確到0.1).
(2)氫氧化鋅[Zn(OH)2]與過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成鋅酸鈉(Na2ZnO2)和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O.
(3)步驟③是清洗沉淀物,去除沉淀上殘留的氫氧化鈉等物質(zhì),要證明沉淀已洗凈的方法是:取洗滌液,滴入酚酞溶液,若溶液變?yōu)榧t色,則沉淀未洗凈;反之,則沉淀已洗凈.
(4)取4.4g白鐵皮,經(jīng)過以上流程得到6.0gFe2O3.試計(jì)算該白鐵皮中鐵的含量為95.5%(精確到0.1%)

分析 【探究一】:根據(jù)金屬活動性強(qiáng)的金屬與酸反應(yīng)放出氫氣的速率快進(jìn)行解答;
【回答問題】根據(jù)鋅在空氣中更容易與氧氣反應(yīng)在表面形成致密的氧化膜進(jìn)行解答;
方案一:根據(jù)鐵也會與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,因此很難判斷什么時候鋅正好反應(yīng)掉而鐵沒有反應(yīng)進(jìn)行解答;
(1)根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量不變進(jìn)行解答;
(2)根據(jù)氫氧化鋅[Zn(OH)2]與過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成鋅酸鈉(Na2ZnO2)和水進(jìn)行解答;
(3)根據(jù)氫氧化鈉溶液顯堿性,能使酚酞試液變紅進(jìn)行解答;
(4)根據(jù)氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量求出該白鐵皮中鐵的含量即可.

解答 解:【探究一】:金屬活動性強(qiáng)的金屬與酸反應(yīng)放出氫氣的速率快,鋅片產(chǎn)生氣泡快,鐵片產(chǎn)生氣泡慢,可知金屬鋅的活動性大于鐵的活動性;故填:金屬鋅的活動性大于鐵的活動性;
【回答問題】鋅在空氣中更容易與氧氣反應(yīng)在表面形成致密的氧化膜,所以鍍鋅鐵皮更耐腐蝕;故選:C;
方案一:由于鐵也會與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,因此很難判斷什么時候鋅正好反應(yīng)掉而鐵沒有反應(yīng);故填:由于鐵也會與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,因此很難判斷什么時候鋅正好反應(yīng)掉而鐵沒有反應(yīng);
(1)設(shè)需取用36.5%(ρ=1.18g/cm3)的鹽酸的體積為x
5%×500g=36.5%×x×1.18g/cm3
x=58.0mL
故答案為:58.0;
(2)氫氧化鋅[Zn(OH)2]與過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成鋅酸鈉(Na2ZnO2)和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O;故填:Zn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+2H2O;
(3)氫氧化鈉溶液顯堿性,能使酚酞試液變紅,取洗滌液,滴入酚酞溶液,若溶液變?yōu)榧t色,則沉淀未洗凈;反之,則沉淀已洗凈;故填:取洗滌液,滴入酚酞溶液,若溶液變?yōu)榧t色,則沉淀未洗凈;反之,則沉淀已洗凈;
(4)6.0g Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量=6.0g×$\frac{56×2}{56×2+16×3}$=4.2g
該白鐵皮中鐵的含量=$\frac{4.2g}{4.4g}$×10%=95.5%
答:該白鐵皮中鐵的含量為95.5%.
故填:95.5%

點(diǎn)評 此題通過多個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來驗(yàn)證鐵片鍍鋅的厚度,要從實(shí)驗(yàn)的可操作性,嚴(yán)密性,準(zhǔn)確性等方面進(jìn)行分析解答.

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