鍍鋅鐵皮鍍層厚度的測定

1、課題2 鍍鋅鐵皮鍍層厚度的測定一、實驗的基本原理本實驗利用鍍鋅鐵皮腐蝕前后的質(zhì)量差(m)以及鋅的密度()和鍍鋅鐵皮單側(cè)的面積(S)并結合公式 h =m/(2S)來測定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。二、實驗關鍵點1、鍍鋅鐵片反應前后質(zhì)量的精確測量與讀數(shù)。2、如何判斷鍍鋅鐵皮鋅片恰好反應完，鐵片基本沒反應 3、數(shù)據(jù)的準確記錄與處理及誤差分析。三、如何把握實驗關鍵點此課題本人做了三個實驗：實驗一：鍍鋅鐵皮與鹽酸的反應實驗原理：鍍鋅鐵皮在鹽酸中構成原電池，鋅與鹽酸先反應，當反應氣泡迅速減少時，鋅已基本反應完。實驗樣品：鍍鋅鐵皮（約5cm×5cm）3片儀器：燒杯（培養(yǎng)皿）、酒精燈、火柴、三腳

2、架、石棉網(wǎng)、鑷子、玻璃棒、尺（精度為0.1cm），電子天平（精度為0.001g）。試劑：6mol·L-1鹽酸實驗步驟：1.取三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮)，分別量出它們的長度與寬度。 2用電子天平分別稱量三塊鍍鋅鐵皮（A、B、C）的質(zhì)量。3將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，加入約40mL 6mol·L-1鹽酸。反應時用玻璃棒小心翻動鍍鋅鐵皮，使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應，到反應速率突然減小時（產(chǎn)生氣泡的速率變得極慢），立即將未反應的鐵皮取出，用自來水沖洗掉附著的酸液。4將鐵片放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈小火烘干，冷卻后用電子天平稱量。5分別用B、C重復進行實驗步驟3、4。6根

3、據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，求出鍍鋅鐵皮的鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。記錄與結論 數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)處理鍍鋅鐵皮A，長4.94，寬-4.9- cm鍍鋅鐵皮B，長-5.05cm，寬-5.0- cm鍍鋅鐵皮C，長-5.05cm，寬4.9- cm鍍鋅鐵皮A，m1（A）=-2.455-g鍍鋅鐵皮B，m1（B）=-2.508-g鍍鋅鐵皮C，m1（C）=-2.500-g鍍鋅鐵皮A，m2（A）=-2.201g鍍鋅鐵皮B，m2（B）=-2.247-g鍍鋅鐵皮C，m2（C）=-2.238-g鍍鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮厚度（單側(cè)）/cm鋅鍍層平均厚度（單側(cè)）/cm相對平均差/%鍍鋅鐵皮A7.348×10-4m7.334×1

4、0-4m0.864%鍍鋅鐵皮B7.239×10-4m鍍鋅鐵皮C7.415×10-4m附錄象實驗二:鍍鋅鐵皮與氫氧化鈉溶液的反應實驗原理：鋅能溶于強堿溶液而鐵不能與強堿溶液反應，反應的化學反應方程式為：Zn + 2NaOH + 2H2O= Na2Zn(OH)4 + H2實驗步驟：1.取三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮)，分別量出它們的長度與寬度。 2用電子天平分別稱量三塊鍍鋅鐵皮（A、B、C）的質(zhì)量。3將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，加入約40mL 6mol·L-1氫氧化鈉。反應時用玻璃棒小心翻動鍍鋅鐵皮，使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應，到反應速率為零（幾乎不產(chǎn)生氣

5、泡）時，將未反應的鐵皮取出，用自來水沖洗掉附著的堿液。4將鐵片放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈小火烘干，冷卻后用電子天平稱量。5分別用B、C重復進行實驗步驟3、4。6根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，求出鍍鋅鐵皮的鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。實驗數(shù)據(jù)如下： 數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)處理鍍鋅鐵皮A，長5.0，寬5.0- cm鍍鋅鐵皮B，長-5.1cm，寬-5.0- cm鍍鋅鐵皮C，長5.05-cm，寬5.05 cm鍍鋅鐵皮A，m1（A）=-2.508-g鍍鋅鐵皮B，m1（B）=-2.519-g鍍鋅鐵皮C，m1（C）=-2.511-g鍍鋅鐵皮A，m2（A）=-2.257g鍍鋅鐵皮B，m2（B）=-2.265-g鍍鋅鐵皮C，m2（C）=-2

6、.255-g鍍鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮厚度（單側(cè)）/cm鋅鍍層平均厚度（單側(cè)）/cm相對平均差/%鍍鋅鐵皮A7.031×10-4m7.012×10-4m0.347%鍍鋅鐵皮B6.975×10-4m鍍鋅鐵皮C7.029×10-4m附照片問題和討論:由于實驗一鍍鋅鐵皮中的鋅和鐵都能與鹽酸反應,所以鋅與鹽酸是否恰好完全反應比較難判斷,不同的實驗者會有比較大的偏差，因此，實驗誤差大。而實驗二鋅與強堿溶液而鐵不能與強堿溶液反應可以使鋅充分反應,不存在是否完全反應的判斷問題，比較精確。但時間比較長，每反應一次就需要大約45分鐘時間。為解決既能準確判斷又在短時間內(nèi)完成，實驗做

7、了少許改進。在實驗一的酸溶液中加幾滴雙氧水。若出現(xiàn)明顯黃色，則說明鋅層已反應完。實驗三 鍍鋅鐵皮與滴加雙氧水的鹽酸的反應1.取三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮)，分別量出它們的長度與寬度。 2用電子天平分別稱量三塊鍍鋅鐵皮（A、B、C）的質(zhì)量。3在40mL 6mol·L-1鹽酸中先滴幾滴雙氧水，再將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，當反應液中有黃色出現(xiàn)時，立即取出鐵片，用自來水沖洗掉附著的酸液。4將鐵片放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈小火烘干，冷卻后用電子天平稱量。5分別用B、C重復進行實驗步驟3、4。6根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，求出鍍鋅鐵皮的鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。實驗數(shù)據(jù)如下： 數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)處理鍍

8、鋅鐵皮A，長5.03，寬5.0- cm鍍鋅鐵皮B，長-5.1cm，寬-5.0- cm鍍鋅鐵皮C，長5.05-cm，寬4.9- cm鍍鋅鐵皮A，m1（A）=-2.512-g鍍鋅鐵皮B，m1（B）=-2.520-g鍍鋅鐵皮C，m1（C）=-2.500-g鍍鋅鐵皮A，m2（A）=-2.261g鍍鋅鐵皮B，m2（B）=-2.267-g鍍鋅鐵皮C，m2（C）=-2.251-g鍍鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮厚度（單側(cè)）/cm鋅鍍層平均厚度（單側(cè)）/cm相對平均差/%鍍鋅鐵皮A6.989×10-4m6.995×10-4m 0.500%鍍鋅鐵皮B6.948×10-4m鍍鋅鐵皮C7.047&#

9、215;10-4m附錄象四、實驗注意事項1、電子天平要小心使用：因電子天平屬精密儀器，應要求學生小心使用防止損壞。2、電子天平要準確讀數(shù)：由于電子天平精密度高，稍有影響（比如對著它大聲說話）都有可能使它的讀數(shù)發(fā)生變化。所以要等在不受外界影響的情況下，天平顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定下來后再讀數(shù)。3、要及時記錄數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)對定量分析實驗是至關重要的。如果前面有任何一處數(shù)據(jù)忘記記錄，都會使后續(xù)實驗喪失意義。五、一些思考51 根據(jù)教材提供的材料，回顧本人做的三個實驗，“實驗一”反應迅速，耗時短；實驗原理簡單易理解等。但終點判斷不很容易，實驗誤差相對較大?！皩嶒灦蔽野阉鳛榕卸ㄥ冧\層標準厚度的基準實驗。實驗原理簡單，

10、但費時。而且經(jīng)過實驗，發(fā)現(xiàn)該實驗也不很精確。有的老師認為鐵不與氫氧化鈉反應，反應時間長一些，可以確保鋅層的反應完全，從而確保精確度。通過實驗后發(fā)現(xiàn)反應的溶液中有大量的Fe3+，說明合金上的鐵元素也參與了反應），致使鋅層會變厚，精確度下降。“實驗三”反應迅速，耗時短；實驗原理簡單易理解等。且終點容易判斷，實驗誤差相對較小。根據(jù)原電池原理，只要有鋅存在，鐵不可能參與反應。但實際上鐵肯定要參與反應，只是少一些反應，所以Fe2+很快會產(chǎn)生，但看不到黃色。當出現(xiàn)黃色時，說明有較多的Fe3+，說明有大量的鐵開始參與反應，此時說明鋅已反應完。立即取出，誤差較小。52 借簽省級培訓材料，使用螺旋測微儀也是一個

11、較好的方法。螺旋測微儀精確到0，因此可以讀數(shù)到。方法是：用螺旋測微器直接測量鐵片反應前后的厚度，則厚度差的1/2即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度 (h)。具體比較見下表。數(shù)據(jù)記錄鍍鋅鐵皮質(zhì)量(g)面積(mm2)厚度*(mm)反應前0.反應后o.數(shù)據(jù)處理鋅鍍層厚度(mm)依據(jù) h =m/(2S)(鋅的密度=7.14g/cm3) h =(.6.0)/(2·7.14·103·)=0.01mm鋅鍍層厚度(mm)依據(jù)厚度差的1/2即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度(h) h =(0.0.)/2=0.0mm注：測定厚度為四次測定(鐵皮上均勻取如下圖四個點)的平均值

12、通過上表可以看出，此法操作簡便，設備要求較低，對部分沒有電子天平的學校來說，不失為一種好的方法我也直接用螺旋測微器嘗試了好幾組實驗，都可以得到大致結果，但相對來說誤差還是比較大的，大概在左右當然以上方法只代表我的個人看法，是否有其它的更好的測定方法有待廣大教師進一步研究和探討。拓展課題6-2 水果中維生素C含量的測定一、實驗原理向一定體積的Vc標準溶液中滴加稀碘水，用淀粉作指示劑，至加入碘水溶液呈藍色且半分鐘內(nèi)不褪色為止，記錄加入碘水的體積V1。在一定體積的果汁中，用淀粉作指示劑，滴加相同濃度的碘水，記錄溶液呈藍色且半分鐘內(nèi)不褪色時消耗碘水的體積V2。根據(jù)兩次反應消耗碘水的體積的比值，可粗略測定出水果中Vc的含量。Vc的含量= V2/ V1·a二、實驗步驟1.維生素C標準溶液的配制 稱取5片Vc片，總質(zhì)量為680mg，配成250mL溶液。a = 136mg/L2.果汁(或蔬菜汁)的準備3. 維生素C藥片中維生素C含量的測定4.果汁或蔬菜汁中維生素C含量的測定5.計算蔬菜或水果中維生素C的含量編號滴定前的讀數(shù)/mL滴定后的讀數(shù)/mL消耗碘溶液的體積/ mL消耗碘溶液體積的平均值/ mL維生素C標準溶液1020002650 26602020002670橙汁302000055 056402000