Question

如圖裝置可用于多項定量實驗．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    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   
（ 2 ）某實驗小組用鎂粉、鹽酸、醋酸設計實驗來證明：在同溫同壓下，當上述兩種酸的物質的量相同時，與鎂粉反應生成氫氣的體積相同而反應速率不同．裝置如圖所示，
有關實驗數據記錄于下表：

酸溶液	酸溶液	氣體體積/mL	反應時間
（實驗A）	（實驗B）	（25℃、101 kPa）	實驗A	實驗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
		…	…	…

請回答下列問題：
①每次實驗至少需要用電子天平（能稱準1mg） 稱取鎂粉    g；
②冷卻到25℃后，在讀取氣體體積時，首先應如何操作：    ；
③分析實驗數據，t（a1）遠遠大于t（b1）的原因是    ．
（3）用圖示裝置，某同學設計了測定鍍鋅鐵皮鍍層厚度的實驗方案，將單側面積為S cm²、質量為mg的鍍鋅鐵皮與6mol?L^-1 NaOH溶液反應．回答下列問題：（已知鋅的密度為 ρ  g/cm³）
①寫出Zn鍍層與NaOH溶液反應的離子方程式   
②為提高測定的準確性，需將錐形瓶上的單孔橡膠塞換為雙孔橡膠塞，另一孔插入    （填儀器名稱）
實驗時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已知實驗前后甲管中液面讀數差為V mL．則鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度為    cm．（寫出數學表達式）

Answer 1

【答案】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有多種方法，原理都是根據裝置內外的壓強差形成水柱或氣泡；
（2）①根據酸和金屬之間的關系式計算；
②冷卻到25℃后，在讀取氣體體積時，要使甲乙兩管中液面相平時再讀數；
③物質的量濃度大小影響化學反應速率進而會影響化學反應的時間；
（3）①鋅的性質和鋁的性質相似，根據氫氧化鋁和氫氧化鈉的反應方程式寫出氫氧化鋅和氫氧化鈉溶液的反應方程式；
②用分液漏斗向錐形瓶內加入氫氧化鈉溶液，利用產生氣體產生的壓強時氫氧化鈉溶液滴下；
③根據氫氣和鋅之間的關系式計算．
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有多種方法，原理都是根據裝置內外的壓強差形成水柱或氣泡，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根據酸和金屬之間的關系式得鎂的質量==0.048g，
故答案為：0.048；
②冷卻到25℃后，在讀取氣體體積時，要使甲乙兩管中液面相平時再讀數，如果液面不相平，則液體產生壓強，對測量結果有影響，
故答案為：上下移動乙管，使甲管中液面和乙管中液面相平，再讀數；
③醋酸是弱酸，電離程度很小，鹽酸是強酸，所以開始階段醋酸溶液中的[H⁺]遠小于相同濃度的鹽酸中的[H⁺]，所以a₁的反應速率小于b₁，即t（a₁）遠遠大于t（b₁），
故答案為：開始階段醋酸溶液中的c（H⁺）遠小于相同濃度的鹽酸中的c（H⁺）；
（3）①鋅的性質和鋁的性質相似，根據氫氧化鋁和氫氧化鈉的反應方程式知，氫氧化鋅和氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為：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內加入氫氧化鈉溶液，利用產生氣體產生的壓強時氫氧化鈉溶液滴下，所以另一孔插入分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
③設鋅片的厚度為hcm，根據轉移電子相等得，鋅和氫氣之間的關系式為：
，h=cm，
故答案為：．
點評：考查對實驗原理與操作步驟的理解及評價、化學計算、物質組成的測定等，難度較大，是對所需知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎知識與分析問題、解決問題的能力，理解實驗原理是解答的關鍵，注意鋅的厚度計算時鋅的面積是2s而不是s，為易錯點．