Question

如圖為用鍍鋅鐵片制成的日常用品。鍍鋅鐵是指通過鍍鋅工藝在鐵皮上進行鍍鋅而制成的一種產品，熱鍍鋅產品廣泛用于建筑、家電、車船、容器制造業、機電業等，幾乎涉及到衣食住行各個領域。
為測定鐵片鍍鋅層的厚度實驗過程如下。

【實驗步驟】
（1）剪取一片鍍鋅鐵片，量得長度=2．0cm，寬度=1．9cm。
（2）用電子天平稱量質量0．857g。
（3）實驗中需要溶質質量分數為10%的稀鹽酸200mL（密度=1．05g/mL），需要量取溶質質量分數為37%的濃鹽酸（密度=1．18g/mL）       mL（保留至小數點后1位），然后稀釋。
（4）將鍍鋅鐵片放入溶質質量分數為10%鹽酸中。當觀察到               ，可以判斷鍍鋅層恰好反應。
⑸ 將溶液中的鐵片取出清洗、擦干、烘干后用電子天平稱量質量0．837g。
【計算結果】
（1）鐵片鍍鋅層的質量有       g。
（2）已知鋅的密度7．1g/cm³，計算出鐵片鍍鋅層厚度mm（保留至小數點后2位）。
【實驗反思】
實際計算結果偏大，同學們分析，這是因為很難通過觀察現象判斷鍍鋅層恰好反應，造成鍍鋅鐵片浸泡在鹽酸中時間       。（填“偏長”、“偏短”）
【實驗改進】
資料卡片：如圖1所示，兩種金屬活動性不同的金屬放入酸堿鹽溶液中，會有電子的流動，從而產生電流。
將上述實驗改進成如圖2的裝置，當觀察到       ，此時鋅層恰好反應。

Answer 1

【實驗步驟】48．1mL（1分） 氣泡產生的速率突然減慢（1分）
【計算結果】（1）0．02g（1分）（2）0．37mm（2分）
【實驗反思】偏長（1分）
【實驗改進】電流計指針指向“0” （1分）

試題分析：【實驗步驟】（3）溶液稀釋前后，溶質質量不變：
設需取用37%（ρ=1．18g/cm³）的鹽酸的體積為x
10%×200mL×1．05g/mL=37%×1．18g/mLx
x≈48．1mL；
（4）當鋅鍍層完全反應后就是鐵與鹽酸反應，由于鋅和鐵的活潑性不同，反應速率就不同，可觀察到產生氣泡的速率明顯下降；當反應速率明顯降低時，可說明鍍鋅鐵皮表面鋅恰好反應；
【計算結果】（1）鐵片鍍鋅層的質量=原鍍鋅鐵片的質量-烘干后鐵片的質量：0．857g-0．837g=0．02g；
（2）根據題意可知鋅的質量為0．02g，鋅的密度為7．1g/cm³；鋅層厚度==≈0．037cm=0．37mm；
【實驗反思】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；當鍍鋅鐵片浸泡在鹽酸中時間過長時，鋅反應完畢，鐵就會與鹽酸反應，所以經過稱量得到鋅的質量偏大；
【實驗改進】所以
【實驗改進】用鐵、鋅作電極，稀鹽酸作電解質溶液設計原電池，鋅的金屬性比鐵強，會有電子的流動，從而產生電流．鋅作負極，鐵作正極，電子從負極沿導線流向正極．當反應停止時，電子停止流動，電流為0，鋅恰好反應．