2020年高中化学 专题6 物质的定量分析 课题二 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定同步课时限时训练

课题二镀锌铁皮锌镀层厚度的测定
(时间：45分钟)
1．镀锌铁皮的锌镀层被破坏后将在潮湿的空气中发生电化学腐蚀，相关描述正确的是( ) A．负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
C．电子从铁流向锌
D．铁不但得不到保护，反而被腐蚀得更快
解析由于锌的金属活动性比铁强，因此，镀锌铁皮的锌镀层被破坏后在潮湿的空气中发生电化学腐蚀，锌为负极被腐蚀，能够继续保护铁。

答案 B
2．欲往铁片上镀上一层锌，下面装置能实现的是( )
解析镀层金属锌作阳极，镀件金属铁片作阴极，只有C项符合条件。

答案 C
3．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。

答案 B
4．电子天平是定量分析中常用的精密仪器，下列关于电子天平的说法正确的是( ) A．电子天平操作方便、读数稳定、准确度高，不同型号的电子天平具有相同的精确度
B．电子天平是电子仪器，十分精密，不需要校准和调零
C．电子天平具有归零键，因此烧杯不洁净或者潮湿都不影响使用
D．天平使用时，要关上附近的窗户，不要撞击使用天平所在的桌面；读数时，侧门应关闭，防止气流影响称量
解析电子天平十分精密，不同型号的电子天平具有不同的精确度；使用时需要校准和调零；烧杯不洁净或者潮湿都不能用其称量。

答案 D
5．为检验某病人血液中的含钙量，现取10 mL血液样品稀释后用草酸铵[(NH4)2C2O4]处理成草酸钙沉淀，将此沉淀溶于过量的稀硫酸中，然后用0.5 mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点(生成Mn2＋、CO2、H2O)，恰好消耗1.6 mL，则该病人血液中含钙量为( )
A．2.4 g·L－1B．8 g·L－1
C．6 g·L－1D．12 g·L－1
解析设10 mL样品中含Ca2＋的物质的量为n，由题意可得关系式
2KMnO4～5C2O2－4～ 5Ca2＋
2 5
0.5 mol·L－1×1.6×10－3 L n
求得n＝2×10－3 mol，血液中的含钙量为＝8 g·L－1。

答案 B
6．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
7．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减小；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，在中和滴定中测得的是稀释后的浓度，所以，测定结果偏低。

答案 C
8．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 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。

答案 B
9．用如图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比，化学反应方程式为CuO ＋H 2=====△
Cu ＋H 2O 。

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装置之后缺少干燥装置
解析 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 －
m
98n －m ＝18＋m 728n －m ＞1
8
，因此测得m (H)∶m (O)＞1∶8。

Ⅲ装置后缺少干燥装置，会导致CaCl 2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。

答案 B
10．某同学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m 1的镀锌铁皮放入6 mol·L －1
HCl
溶液中，当气泡产生速率显著减小时，用水冲洗，烘干后称量，得到质量为m 2。

下列说法错误的是( )
A ．当铁皮产生气泡速率减慢时，立即取出铁皮，不冲洗就用酒精灯加热烘干，铁皮可能继续与残留的酸反应，导致实验结果偏高
B ．实验过程中产生气泡的速率先慢，然后逐渐加快，再显著减缓，这是原电池和温度共同影响的结果
C ．锌和铁在酸溶液中形成原电池，外电路中电流从铁流向锌
D ．设锌镀层单侧厚度为h ，锌的密度为ρ，则h ＝
m 1－m 2
ρS
解析 锌和铁在酸性溶液中形成原电池，锌为负极，铁为正极，故外电路电流从正极(Fe)流向负极(Zn)。

因为镀锌铁皮是双面镀锌，故锌层的总体积V ＝2hS ，所以h ＝
m 1－m 2
2ρS
，D 选项错误。

答案 D
11．锌的金属活动性比铁________，如果镀锌铁皮的锌镀层被破坏，将在潮湿的空气中发生________腐蚀。

残
留的锌镀层作为原电池的________，锌先被腐蚀。

将镀锌铁皮放到酸中时，电极反应为：负极：________________，正极：________________，待锌在酸中完全溶解后，产生氢气的速率显著________，由此判断锌镀层是否反应完全。

称量与酸反应前后的铁皮的质量(分别为m 1、m 2)，则m 1－m 2就是________的质量，设锌的密度为ρ，则锌镀层的总体积为V ＝________。

若已知锌镀层单侧面积为S ，锌镀层单侧厚度为h ，则V ＝________，故可得m 1－m 2ρ＝2hS ，即h ＝m 1－m 2
2ρS。

答案 活泼 电化学 负极 Zn －2e －
===Zn 2＋
2H ＋
＋2e －
===H 2↑ 变慢 锌镀层
m 1－m 2
ρ
2hS 12．某学生欲测定味精中食盐的含量。

(1)下面是该学生所做的有关实验步骤，请填写所缺的实验步骤②和④。

①称取某品牌的袋装味精样品5.0 g ，并溶于蒸馏水。

②______________________________________________________________。

③过滤。

④______________________________________________________________。

⑤将沉淀烘干、称量，测得固体质量为2.9 g 。

(2)根据上述实验步骤回答下列有关问题：
①过滤操作所需要的仪器有______________________________________。

②检验沉淀是否洗净的方法是_______________________________________ ________________________________________________________________。

③烘干沉淀应采取的方法是________。

A ．低温烘干
B ．高温烘干
C ．利用太阳能烘干
④若味精包装上标注：“谷氨酸钠含量≥80%，NaCl 含量≤20%”，则此样品是否符合产品标示的质量分数
________(填“符合”或“不符合”)。

(3)若有甲、乙两学生分别做了这个实验，甲学生认真地做了一次实验，就取得了实验数据；乙学生认真地
做了两次实验，取两次数据的平均值作为实验的测定数据，你认为哪一位学生的方法更合理？请简述你的理由。

解析(1)本题实验目的为测定NaCl的含量，显然以测定Cl―最好，所以考虑将氯化钠转化为氯化银沉淀来进行测定。

(2)理解过滤、沉淀洗涤等基本操作。

③中AgCl见光受热易分解，所以应在低温下烘干。

④2.9 g AgCl相当于1.18 g NaCl，所以所测得样品中NaCl的质量分数为23.6%，因此不符合标示的质量分
数。

(3)定量实验中都要重复测定2～3次，再计算平均值，以排除偶然因素造成的实验误差，所以乙同学更合理。

答案(1)②加入足量用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，使沉淀完全④用蒸馏水反复洗涤沉淀多次
(2)①烧杯、漏斗、铁架台(带铁圈)、玻璃棒
②取少许最后一次洗出液，向其中加入稀盐酸，若无沉淀或浑浊出现，证明沉淀已洗净
③A④不符合
(3)乙学生更合理。

定量测定时，只有多次重复实验才能排除偶然因素，使实验误差控制在允许范围之内。

13．卷心菜中含有丰富的维生素C，维生素C在酸性溶液中能被碘氧化。

某实验小组通过如下实验对卷心菜中维生素C的含量进行测定。

第一步：配制维生素C标准溶液。

将5片100 mg的维生素C药片碾碎、溶解，配成250 mL标准溶液。

第二步：制取卷心菜汁。

取50 g新鲜的卷心菜，捣烂，加水充分搅拌，用如图所示装置抽滤制得卷心菜汁
50 mL。

第三步：标准溶液中维生素C含量的测定。

移取20.00 mL维生素C标准溶液于锥形瓶中，加入1 mL 0.1 mol·L －1盐酸酸化，加入2滴淀粉试液作指示剂，用0.010 mol·L－1碘水滴定到终点，记录消耗碘水的体积。

重复上述操作两次，消耗碘水的平均体积为V1。

第四步：卷心菜汁中维生素C含量的测定。

移取20 mL卷心菜汁于锥形瓶中，加入1 mL 0.1 mol·L－1盐酸酸化，加入2滴淀粉试液作指示剂，用0.010 mol·L－1碘水滴定到终点，记录消耗碘水的体积。

重复上述操作两次，消耗碘水的平均体积为V2。

(1)与过滤相比，抽滤的优点是________。

抽滤所用的滤纸应略________(填“大于”或“小于”)布氏漏斗
内径，将全部小孔盖住。

(2)移取20.00 mL待测液选用的仪器是________，滴定终点溶液的颜色呈________色。

(3)上述滴定过程滴定速度要快，否则将会使测得的维生素C的含量偏低，其可能的原因是
____________________________________________ _____________________________________________________________。

(4)1 kg 卷心菜中所含维生素C 相当于________片上述维生素药片。

(用含V 1、V 2的代数式表示) 答案 (1)加快过滤速率 小于 (2)20 mL 移液管或酸式滴定管 蓝
(3)维生素C 被空气中的氧气氧化 (4)20V 2
V 1
14．白铁即镀锌铁皮，某学习小组的三位同学为了测定锌镀层的厚度，提出了各自的设计方案。

Ⅰ.甲同学的方案是，先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉，通过差量算出锌的质量，然后再由查得的锌的密度算出锌层的体积，最后由体积除以镀锌铁皮面积得锌层厚度。

(1)配制1 mol·L －1
的盐酸100 mL ，需取用36.5%(ρ＝1.81 g·cm －3
)的盐酸________mL ；配制过程中要用到
的
玻
璃
仪
器
除
量
筒
、
烧
杯
、
玻
璃
棒
外
，
还
有
____________________________________________________________。

(2)将相同大小、相同厚度的普通锌片和镀锌铁皮放入两支试管，各加入等量1 mol·L －1
的盐酸，观察到镀锌铁皮比普通锌片与盐酸反应速率更快，产生此现象的原因是________________________________________；在翻动横放在烧杯中的镀锌铁皮时，发现溶液上方的锌层变薄的速率比下方的锌层快得多，其原因可能是_________________________________________ _____________________________________________________________。

(3)判断镀锌铁皮表面锌恰好反应的现象是_______________________。

Ⅱ.乙同学的意见及方案。

(1)意见：因为难以避免铁会反应，所以甲同学测出锌的厚度会________(填“偏大”或“偏小”)。

(2)方案：通过查阅资料，知道Zn(OH)2既可以与酸反应又可以与碱反应，于是设计了如下方案： 镀锌铁皮―————―→足量盐酸①金属全部溶解——――————→过量氢氧化钠②沉淀―—→③――———―→烘干、灼烧④
固体
步骤③的操作是________；若使用的镀锌铁片的质量为28.156 g ，最后称得灼烧后固体的质量为40.000 g ，镀锌铁皮长5.10 cm ，宽5.00 cm ，锌的密度ρ＝7.14 g·cm －3
，则锌镀层的厚度为________cm 。

Ⅲ.丙同学查得Fe(OH)2、Zn(OH)2开始沉淀的pH 分别为6.5和5.6，认为也可以用容量法(即滴定法)检测且准确度更高。

该方法的要点是：准确称取m g 白铁，加入过量c mol·L －1
的盐酸b mL ，再用标准NaOH 溶液滴定过量的盐酸，为了防止生成沉淀，应选用的指示剂是________(选择序号)。

a ．酚酞 b ．石蕊 c ．甲基橙
解析 Ⅰ.(1)是对一定物质的量浓度溶液配制的考查；(2)是对镀锌铁皮锌镀层的厚度测定实验过程有关“异常”现象的解释。

镀锌铁皮比普通锌片与盐酸反应速率更快，与电化学腐蚀有关；而溶液上方的锌层变薄的速率比下方的锌层快得多，需要从上方的锌层与下方锌层所处环境的不同，考虑下方锌层反应产生的氢气泡对反应的影响。

Ⅲ.丙同学则选用滴定法来进行实验，在用标准NaOH 溶液滴定过量的盐酸时，为
了防止生成沉淀，应选用在酸性范围变色的甲基橙为指示剂。

答案Ⅰ.(1)5.5100 mL容量瓶、胶头滴管
(2)镀锌铁皮发生了原电池反应下方的气泡阻止了酸液与锌层的接触
(3)产生气泡的速率明显下降
Ⅱ.(1)偏大(2)过滤、洗涤8.57×10－4
Ⅲ. c
15．维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性)，它的分子式是C6H8O6，人体缺乏这种维生素易得坏血症，所以维生素C又称抗坏血酸。

维生素C易被空气中的氧气氧化。

在新鲜水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C，如新鲜橙汁中维生素C的含量在500 mg·L－1左右。

校课外活动小组测定了某品牌的软包装橙汁中维生素C的含量。

下面是测定实验分析报告，请填写有关空白。

(1)测定目的：测定××牌软包装橙汁维生素C的含量。

(2)测定原理：C6H8O6＋I2―→C6H6O6＋2H＋＋2I－。

(3)实验用品及试剂：
①仪器和用品(自选，略)。

②试剂：指示剂________(填名称)，浓度为7.50×10－3mol·L－1标准碘溶液、蒸馏水等。

(4)实验过程：
①检验滴定管是否漏液，洗涤仪器，润洗后装好标准碘溶液待用。

②打开橙汁包装，目测：颜色——橙黄色，澄清度——好。

用________(填仪器名称)向锥形瓶中滴入40.00
mL待测橙汁，滴入2滴指示剂。

③用左手控制滴定管的________(填部分)，右手摇锥形瓶，眼睛注视________________________，直到滴
定终点，滴定终点的现象是_____________________________________________________________。

(5)数据记录与处理：请设计数据记录和数据处理的表格，不必填数据。

若经数据处理，滴定中消耗标准碘
溶液的体积是16.00 mL，则橙汁中维生素C的含量是________mg·L－1。

解析由于用碘溶液滴定，因而选用淀粉作指示剂；第(5)问考查数据处理能力，应取两次或三次数据的平
均值，根据化学方程式知n(C6H8O6)＝n(I2)，所以维生素C的物质的量浓度为7.50×10－3×16.00×10－3
40.00×10－3
mol·L－1
1 L该橙汁中维生素C的含量为
7.50×10－3×16.00×10－3
40.00×10－3
×176×103mg·L－1＝528 mg·L－1。

答案(3)②淀粉溶液
(4)②酸式滴定管或移液管③活塞锥形瓶中溶液颜色变化和滴定管中液体滴下的速率溶液变蓝色，且
在半分钟内不褪色(5)表格设计如下：
528。