Question

如圖裝置可用于多項(xiàng)定量實(shí)驗(yàn)．圖中夾持固定裝置已略去，甲有刻度，供量氣用．
（ 1 ）裝置中有刻度的甲管可以用

堿式滴定管

代替 （填儀器名稱），按圖連接好裝置后，檢查裝置氣密性的方法是

向乙中注入適量的水，使乙中液面高于甲中液面，靜止觀察，若液面差保持不變，則氣密性良好

（ 2 ）某實(shí)驗(yàn)小組用鎂粉、鹽酸、醋酸設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明：在同溫同壓下，當(dāng)上述兩種酸的物質(zhì)的量相同時(shí)，與鎂粉反應(yīng)生成氫氣的體積相同而反應(yīng)速率不同．裝置如圖所示，
有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表：

酸溶液	酸溶液	氣體體積/mL	反應(yīng)時(shí)間
（實(shí)驗(yàn)A）	（實(shí)驗(yàn)B）	（25℃、101 kPa）	實(shí)驗(yàn)A	實(shí)驗(yàn)B
CH3COOH0.1 mol/L40.00mL	HCl溶液 0.1 mol/L 40.00mL	5	t（a1）=155 s	t（b1）=7 s
		10	t（a2）=310 s	t（b2）=16 s
		15	t（a3）=465 s	t（b3）=30 s
		20	t（a4）=665 s	t（b4）=54 s
		…	…	…

請(qǐng)回答下列問題：
①每次實(shí)驗(yàn)至少需要用電子天平（能稱準(zhǔn)1mg） 稱取鎂粉

0.048

g；
②冷卻到25℃后，在讀取氣體體積時(shí)，首先應(yīng)如何操作：

上下移動(dòng)乙管，使甲管中液面和乙管中液面相平，再讀數(shù)

；
③分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，t（a1）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于t（b1）的原因是

開始階段醋酸溶液中的c（H⁺）遠(yuǎn)小于相同濃度的鹽酸中的c（H⁺）

．
（3）用圖示裝置，某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定鍍鋅鐵皮鍍層厚度的實(shí)驗(yàn)方案，將單側(cè)面積為S cm²、質(zhì)量為mg的鍍鋅鐵皮與6mol?L^-1 NaOH溶液反應(yīng)．回答下列問題：（已知鋅的密度為 ρ  g/cm³）
①寫出Zn鍍層與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式

Zn+2OH^-+2H₂O=Zn（OH）₄^2-+H₂↑

②為提高測(cè)定的準(zhǔn)確性，需將錐形瓶上的單孔橡膠塞換為雙孔橡膠塞，另一孔插入

分液漏斗

（填儀器名稱）
實(shí)驗(yàn)時(shí)先向錐形瓶中加入鍍鋅鐵皮樣品，塞上雙孔塞，再加入NaOH溶液；
③已知實(shí)驗(yàn)前后甲管中液面讀數(shù)差為V mL（實(shí)驗(yàn)條件的氣體摩爾體積為V_m mol?L^-1）．則鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度為

65V×10-3

2ρSVm

cm．（寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式）

Answer 1

分析：（ 1 ）裝置中有刻度的甲管可以用堿式滴定管代替；檢查裝置的氣密性裝置氣密性檢驗(yàn)有多種方法，原理都是根據(jù)裝置內(nèi)外的壓強(qiáng)差形成水柱或氣泡；
（2）①根據(jù)酸和金屬之間的關(guān)系式計(jì)算；
②冷卻到25℃后，在讀取氣體體積時(shí)，要使甲乙兩管中液面相平時(shí)再讀數(shù)；
③物質(zhì)的量濃度大小影響化學(xué)反應(yīng)速率進(jìn)而會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間；
（3）①鋅的性質(zhì)和鋁的性質(zhì)相似，根據(jù)氫氧化鋁和氫氧化鈉的反應(yīng)方程式寫出氫氧化鋅和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)方程式；
②用分液漏斗向錐形瓶?jī)?nèi)加入氫氧化鈉溶液，利用產(chǎn)生氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)時(shí)氫氧化鈉溶液滴下；
③根據(jù)氫氣和鋅之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答：解：（ 1 ）裝置中有刻度的甲管可以用堿式滴定管代替；檢查裝置的氣密性裝置氣密性檢驗(yàn)有多種方法，原理都是根據(jù)裝置內(nèi)外的壓強(qiáng)差形成水柱或氣泡，其操作方法為：向乙中注入適量的水，使乙中液面高于甲中液面，靜止觀察，若液面差保持不變，則氣密性良好，
故答案為：堿式滴定管，向乙中注入適量的水，使乙中液面高于甲中液面，靜止觀察，若液面差保持不變，則氣密性良好；
（2）①根據(jù)酸和金屬之間的關(guān)系式得鎂的質(zhì)量=

0.1mol/L×0.04L

2

×24g/mol=0.048g，
故答案為：0.048；
②冷卻到25℃后，在讀取氣體體積時(shí)，要使甲乙兩管中液面相平時(shí)再讀數(shù)，如果液面不相平，則液體產(chǎn)生壓強(qiáng)，對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響，
故答案為：上下移動(dòng)乙管，使甲管中液面和乙管中液面相平，再讀數(shù)；
③醋酸是弱酸，電離程度很小，鹽酸是強(qiáng)酸，所以開始階段醋酸溶液中的[H⁺]遠(yuǎn)小于相同濃度的鹽酸中的[H⁺]，所以a₁的反應(yīng)速率小于b₁，即t（a₁）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于t（b₁），
故答案為：開始階段醋酸溶液中的c（H⁺）遠(yuǎn)小于相同濃度的鹽酸中的c（H⁺）；
（3）①鋅的性質(zhì)和鋁的性質(zhì)相似，根據(jù)氫氧化鋁和氫氧化鈉的反應(yīng)方程式知，氫氧化鋅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為：Zn+2OH^-+2H₂O=Zn（OH）₄^2-+H₂↑，
故答案為：Zn+2OH^-+2H₂O=Zn（OH）₄^2-+H₂↑；
②用分液漏斗向錐形瓶?jī)?nèi)加入氫氧化鈉溶液，利用產(chǎn)生氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)時(shí)氫氧化鈉溶液滴下，所以另一孔插入分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
③設(shè)鋅片的厚度為hcm，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得，鋅和氫氣之間的關(guān)系式為：

ρcm3?2scm2．hcm

65g/mol

=

10-3VL

VmL/mol

，h=

65V×10-3

2ρSVm

cm，
故答案為：

65V×10-3

2ρSVm

．

點(diǎn)評(píng)：考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟的理解及評(píng)價(jià)、化學(xué)計(jì)算、物質(zhì)組成的測(cè)定等，難度較大，是對(duì)所需知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與分析問題、解決問題的能力，理解實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵，注意鋅的厚度計(jì)算時(shí)鋅的面積是2s而不是s，為易錯(cuò)點(diǎn)．