Question

14．教室門所包的鍍鋅鐵皮，俗稱“白鐵皮”，小鄭對“白鐵皮”進行如下探究：
【探究一】比較鋅鐵金屬活動性

步　驟	現　象	結　論
往大小相同的純鋅片和純鐵片中分別加入等質量、等溶質質量分數的稀鹽酸	鋅片產生氣泡快 鐵片產生氣泡慢	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，按如圖進行實驗：

【回答問題】
鍍鋅鐵皮更耐腐蝕，此現象與下列因素有關的是C（填字母）．
A．鋅的硬度大小
B．鋅的熔點大小
C．鋅在空氣中更容易與氧氣反應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掉，通過測定反應前后固體質量差計算出鐵的質量．該方案存在的問題是：由于鐵也會與鹽酸反應產生氫氣，因此很難判斷什么時候鋅正好反應掉而鐵沒有反應．
方案二  通過以下實驗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生成鋅酸鈉（Na₂ZnO₂）和水，該反應的化學方程式為：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，要證明沉淀已洗凈的方法是：取洗滌液，滴入酚酞溶液，若溶液變為紅色，則沉淀未洗凈；反之，則沉淀已洗凈．
（4）取4.4g白鐵皮，經過以上流程得到6.0gFe₂O₃．試計算該白鐵皮中鐵的含量為95.5%（精確到0.1%）

Answer 1

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

解答 解：【探究一】：金屬活動性強的金屬與酸反應放出氫氣的速率快，鋅片產生氣泡快，鐵片產生氣泡慢，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產生氫氣，因此很難判斷什么時候鋅正好反應掉而鐵沒有反應；故填：由于鐵也會與鹽酸反應產生氫氣，因此很難判斷什么時候鋅正好反應掉而鐵沒有反應；
（1）設需取用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生成鋅酸鈉（Na₂ZnO₂）和水，該反應的化學方程式為：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，若溶液變為紅色，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，若溶液變為紅色，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%

點評 此題通過多個實驗設計來驗證鐵片鍍鋅的厚度，要從實驗的可操作性，嚴密性，準確性等方面進行分析解答．