鍍鋅鐵皮鍍鋅層厚度的測(cè)定

1、專題六專題六 物質(zhì)的定量分析物質(zhì)的定量分析蘇教版蘇教版實(shí)驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)化學(xué)課題課題2 鍍鋅鐵皮鍍鋅層厚度的測(cè)定鍍鋅鐵皮鍍鋅層厚度的測(cè)定 有些盛放食品的鐵罐是用有些盛放食品的鐵罐是用“馬口鐵馬口鐵”( (鍍錫鐵皮鍍錫鐵皮) )制的制的, ,當(dāng)當(dāng)“馬口鐵馬口鐵”鐵罐被腐蝕時(shí)，銹斑呈點(diǎn)狀分布，銹孔容易鐵罐被腐蝕時(shí)，銹斑呈點(diǎn)狀分布，銹孔容易穿透鐵罐；穿透鐵罐； 屋檐的水槽、澆花用的水壺和水桶等器具一般是用屋檐的水槽、澆花用的水壺和水桶等器具一般是用白白鐵皮鐵皮( (鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮) )制成的制成的, ,而白鐵皮水槽被腐蝕時(shí)，銹斑容而白鐵皮水槽被腐蝕時(shí)，銹斑容易在表面上擴(kuò)展開來，鍍鋅層先被腐蝕而內(nèi)部的鐵卻

2、不易易在表面上擴(kuò)展開來，鍍鋅層先被腐蝕而內(nèi)部的鐵卻不易被銹蝕。被銹蝕。你知道造成這種現(xiàn)象的原因嗎你知道造成這種現(xiàn)象的原因嗎?鍍鋅鐵皮的腐蝕（白鐵皮）鍍鋅鐵皮的腐蝕（白鐵皮）負(fù)極：負(fù)極：Zn 2e Zn2+正極：正極：H 2e H2 析氫腐蝕析氫腐蝕 2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蝕吸氧腐蝕鍍錫鐵皮的腐蝕（馬口鐵）鍍錫鐵皮的腐蝕（馬口鐵）負(fù)極：負(fù)極：Fe 2e Fe2+正極：正極：H 2e H2 析氫腐蝕析氫腐蝕 2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蝕吸氧腐蝕檢索咨詢檢索咨詢犧牲陽極的陰極保護(hù)犧牲陽極的陰極保護(hù) 在被保護(hù)的金屬器件上在被保護(hù)的金屬器件上 附著一附著一種更易失去電子的金屬或合

3、金的方法，種更易失去電子的金屬或合金的方法，稱為稱為“犧牲陽極的陰極保護(hù)犧牲陽極的陰極保護(hù)”。這種。這種方法方法 可以應(yīng)用于防止水下的船殼、可以應(yīng)用于防止水下的船殼、 鋼鐵設(shè)備和地下管道的腐蝕。鋼鐵設(shè)備和地下管道的腐蝕。 鍍鋅量標(biāo)準(zhǔn)值：鍍鋅量標(biāo)準(zhǔn)值： 鍍鋅量是表示鍍鋅板鍍鋅量是表示鍍鋅板鋅層厚度鋅層厚度的一個(gè)普遍采用的一個(gè)普遍采用的有效方法。有兩面鍍鋅量的有效方法。有兩面鍍鋅量相同相同（即等厚鍍鋅）（即等厚鍍鋅）和兩面鍍鋅量和兩面鍍鋅量不同不同（即差厚鍍鋅）兩種。（即差厚鍍鋅）兩種。 鍍鋅量的單位為鍍鋅量的單位為g/mg/m2 2。 如何測(cè)定鍍鋅層厚度和鍍鋅量？如何測(cè)定鍍鋅層厚度和鍍鋅量？ 通

4、過適當(dāng)?shù)耐緩脚c方法，測(cè)定出通過適當(dāng)?shù)耐緩脚c方法，測(cè)定出鍍鋅鐵皮中鋅的質(zhì)量（鍍鋅鐵皮中鋅的質(zhì)量（m mZnZn) )，然后根，然后根據(jù)據(jù)m mZnZn2 h s 2 h s x x, ,計(jì)算求得鍍鋅層的計(jì)算求得鍍鋅層的厚度厚度h h鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測(cè)定原理鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測(cè)定原理方案方案1.1.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液中，使其完全溶解，通過測(cè)量氫氣的體積，計(jì)算鐵皮中，使其完全溶解，通過測(cè)量氫氣的體積，計(jì)算鐵皮上的鋅的質(zhì)量。上的鋅的質(zhì)量。（1 1）下列裝置中不能用于測(cè)量氣體體積的裝置是）下列裝置中不能用于測(cè)量氣體體積的裝置是 E 反應(yīng)

5、所需時(shí)間反應(yīng)所需時(shí)間太長(zhǎng)；測(cè)量氫氣太長(zhǎng)；測(cè)量氫氣體積易產(chǎn)生誤差體積易產(chǎn)生誤差F方案方案2.2.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮（將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮（W1）投入到足量的）投入到足量的FeSO4溶液中，一段時(shí)間后，取出鐵片，洗凈、烘干、溶液中，一段時(shí)間后，取出鐵片，洗凈、烘干、稱量（稱量（W2），計(jì)算鐵皮上的鋅的質(zhì)量。），計(jì)算鐵皮上的鋅的質(zhì)量。Zn FeSO4 ZnSO4 Fe W 56 9W W1W2 鋅與鐵的活動(dòng)性鋅與鐵的活動(dòng)性差異不大，反應(yīng)差異不大，反應(yīng)幾乎難以進(jìn)行。幾乎難以進(jìn)行。方案方案3.3.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液中，將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液中，使其完全溶解，再在

6、所得溶液中加入過量的使其完全溶解，再在所得溶液中加入過量的NaOH溶液，溶液，過濾、洗滌、烘干、灼燒沉淀，最后稱量。過濾、洗滌、烘干、灼燒沉淀，最后稱量。Zn Zn 2HCl 2HCl ZnClZnCl2 2 H H2 2Fe Fe 2HCl 2HCl FeClFeCl2 2 H H2 2ZnClZnCl2 24NaOH 4NaOH NaNa2 2ZnOZnO2 22NaCl 2NaCl 2H2H2 2O O FeClFeCl2 22NaOH 2NaOH Fe(OH)Fe(OH)2 2 + 2NaCl + 2NaCl4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+ O+ O2 2 + 2H + 2H2 2

7、O O = = 4Fe(OH) 4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3 = Fe = Fe2 2O O3 3 + 3H+ 3H2 2O O 沉淀的獲取沉淀的獲取和稱量較為困和稱量較為困難，精度不高。難，精度不高。ZnCl24NaOH Na2Zn(OH)42NaCl 方案方案4.4.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的NaOH溶液溶液中，充分反應(yīng)后，取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。中，充分反應(yīng)后，取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。Zn Zn 2NaOH 2NaOH NaNa2 2ZnOZnO2 2 H H2 2 操作簡(jiǎn)單，但反操作簡(jiǎn)單，但反應(yīng)速率過慢，時(shí)應(yīng)速率過

8、慢，時(shí)間較長(zhǎng)。間較長(zhǎng)。Zn Zn 2NaOH+2H2NaOH+2H2 2O O NaNa2 2Zn(OH)Zn(OH)4 4 H H2 2方案方案5.5.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮與另一純鐵片用導(dǎo)線連接，將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮與另一純鐵片用導(dǎo)線連接，放入放入H2SO4溶液中，一段時(shí)間后，取出鐵片，洗滌、烘溶液中，一段時(shí)間后，取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。干后稱量。FeFeZnH2SO4溶液溶液負(fù)極：負(fù)極：Zn 2e Zn2+正極：正極：2H+ 2e H2 設(shè)計(jì)較為合理。設(shè)計(jì)較為合理。 本實(shí)驗(yàn)利用鍍鋅鐵皮被腐蝕前后的質(zhì)量本實(shí)驗(yàn)利用鍍鋅鐵皮被腐蝕前后的質(zhì)量差差(m)以及鋅的密度以及鋅的密度()和鍍鋅鐵皮單側(cè)

9、的和鍍鋅鐵皮單側(cè)的面積面積(S)并結(jié)合公式并結(jié)合公式 h =m/(2S)來測(cè)定鍍來測(cè)定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。教材實(shí)驗(yàn)教材實(shí)驗(yàn)原理分析原理分析負(fù)極：負(fù)極：Zn 2e Zn2+正極：正極：2H+ 2e H2 開始：產(chǎn)生氫氣速率較快（原電池原理）開始：產(chǎn)生氫氣速率較快（原電池原理）后期：產(chǎn)生氫氣速率顯著減慢（原電池消失）后期：產(chǎn)生氫氣速率顯著減慢（原電池消失）實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1.鋅電化學(xué)腐蝕鋅電化學(xué)腐蝕（P82）現(xiàn)象：現(xiàn)象： 鍍鋅鐵皮在鍍鋅鐵皮在HClHCl中產(chǎn)生中產(chǎn)生H H2 2的速率由的速率由快轉(zhuǎn)慢快轉(zhuǎn)慢, ,顏色變暗。顏色變暗。鍍鋅層溶解后鍍鋅層溶解后鍍鋅層溶解前鍍鋅層溶解

10、前用用_測(cè)量反應(yīng)前后的質(zhì)量測(cè)量反應(yīng)前后的質(zhì)量 用用_來溶解鐵皮表面的鋅鍍層來溶解鐵皮表面的鋅鍍層用用_來測(cè)量鐵皮的面積來測(cè)量鐵皮的面積電子電子天平天平(0.001g)(0.001g)1:41:4稀硫酸稀硫酸直尺直尺(1mm(1mm毫米毫米) )注：（注：（P82）判斷判斷反應(yīng)終點(diǎn)反應(yīng)終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：現(xiàn)象：準(zhǔn)確判斷鋅完全反應(yīng)是本實(shí)驗(yàn)最重要的一環(huán)。若準(zhǔn)確判斷鋅完全反應(yīng)是本實(shí)驗(yàn)最重要的一環(huán)。若判斷過早則鋅溶解不完全；判斷過遲會(huì)使部分鐵判斷過早則鋅溶解不完全；判斷過遲會(huì)使部分鐵溶解，這樣都會(huì)使實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度下降。溶解，這樣都會(huì)使實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度下降。產(chǎn)生氫氣產(chǎn)生氫氣顯著減慢。顯著減慢。2.鋅鍍層厚度鋅

11、鍍層厚度 (h)測(cè)定測(cè)定（P82）h =m/(2S)原因：原因： 鋅在酸中完全溶解后，不能形成原電池，電化學(xué)鋅在酸中完全溶解后，不能形成原電池，電化學(xué)腐蝕消失，余鐵與酸發(fā)生化學(xué)腐蝕，生成氫氣速率減慢腐蝕消失，余鐵與酸發(fā)生化學(xué)腐蝕，生成氫氣速率減慢鍍鋅層總體積鍍鋅層總體積V= m/m/=2hS3.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟記錄與結(jié)論記錄與結(jié)論數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理鐵片鐵片A，長(zhǎng)，長(zhǎng) 5.00 cm寬寬5.06cm鐵片鐵片A，長(zhǎng)，長(zhǎng) 4.92cm寬寬4.90cm鐵片鐵片A，長(zhǎng)，長(zhǎng) 4.98cm寬寬5.00cm鍍鋅鐵片鍍鋅鐵片A，m1（）（）=5.464克克鍍鋅鐵片鍍鋅鐵片B，m1（）（）=5.2

12、55克克鍍鋅鐵片鍍鋅鐵片C，m1（）（）=5.429鐵片鐵片A，m（）（）=5.322鐵片鐵片B，m（）（）=5.121鐵片鐵片C，m（）（）=5.290鍍鋅鍍鋅鐵片鐵片單側(cè)厚單側(cè)厚度度/mm平均厚平均厚度度/mm相當(dāng)平相當(dāng)平均偏差均偏差/%鍍鋅鐵鍍鋅鐵片片A0.03930.03910.34%鍍鋅鍍鋅鐵片鐵片B0.0389鍍鋅鍍鋅鐵片鐵片C0.0391操作要點(diǎn)及誤差分析操作要點(diǎn)及誤差分析1、鍍鋅鐵片反應(yīng)前后質(zhì)量的精確測(cè)量與讀數(shù)。、鍍鋅鐵片反應(yīng)前后質(zhì)量的精確測(cè)量與讀數(shù)。2、鋅在酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣顯著變慢，準(zhǔn)確、鋅在酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣顯著變慢，準(zhǔn)確判斷鋅完全反應(yīng)是本實(shí)驗(yàn)最重要的一環(huán)。判

13、斷鋅完全反應(yīng)是本實(shí)驗(yàn)最重要的一環(huán)。若判斷過早則會(huì)使鋅未完全溶解（若判斷過早則會(huì)使鋅未完全溶解（ ）若過遲會(huì)使鐵部分溶解（若過遲會(huì)使鐵部分溶解（ ）3、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄與處理及誤差分析。、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄與處理及誤差分析。若鐵片反應(yīng)后進(jìn)行洗滌，沒有進(jìn)行烘干就馬上稱量若鐵片反應(yīng)后進(jìn)行洗滌，沒有進(jìn)行烘干就馬上稱量（ ）若鐵片取出烘干時(shí)間過長(zhǎng)，則結(jié)果（若鐵片取出烘干時(shí)間過長(zhǎng)，則結(jié)果（ ）偏小偏小 偏大偏大偏小偏小 偏小偏小 【例題例題】為了探究鍍鋅薄鐵板上鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為了探究鍍鋅薄鐵板上鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(Zn)(Zn)和鍍層厚度和鍍層厚度, ,查詢得知鋅易溶于強(qiáng)查詢得知鋅易溶于強(qiáng)堿堿:Zn+2NaOH+2H:

14、Zn+2NaOH+2H2 2O=NaO=Na2 2Zn(OH)Zn(OH)4 4+H+H2 2 據(jù)此據(jù)此, ,截截取面積為取面積為S S的雙面鍍鋅薄鐵板試樣的雙面鍍鋅薄鐵板試樣, ,剪碎剪碎 稱得質(zhì)量稱得質(zhì)量為為m m1 1g g 用固體燒堿和水作試劑用固體燒堿和水作試劑, ,擬出下列實(shí)驗(yàn)方案擬出下列實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn) 可選用的儀器裝置如下圖可選用的儀器裝置如下圖 題型題型 鍍鋅鐵皮鍍層厚度的測(cè)定鍍鋅鐵皮鍍層厚度的測(cè)定方案甲方案甲: :通過測(cè)量試樣與堿反應(yīng)生成的氫氣體積來實(shí)現(xiàn)探究通過測(cè)量試樣與堿反應(yīng)生成的氫氣體積來實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)目標(biāo) (1)(1)選用選用B B和和_( (填儀器

15、標(biāo)號(hào)填儀器標(biāo)號(hào)) )兩個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)兩個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) (2)(2)測(cè)得充分反應(yīng)后生成氫氣的體積為測(cè)得充分反應(yīng)后生成氫氣的體積為VL(VL(標(biāo)準(zhǔn)狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況),(Zn)=),(Zn)=_ (3)(3)計(jì)算鍍層厚度計(jì)算鍍層厚度, ,還需檢測(cè)的一個(gè)物理量是還需檢測(cè)的一個(gè)物理量是_ (4)(4)若裝置若裝置B B中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗, ,測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果將將_( (填填“偏大偏大” “偏小偏小”或或“無影響無影響”) ) D 11652.9()22.4VVmm或等其他合理答案金屬鋅的密度金屬鋅的密度 偏大偏大 氣體發(fā)生裝置內(nèi)的氣壓大于大氣壓，所以偏大氣體發(fā)生

16、裝置內(nèi)的氣壓大于大氣壓，所以偏大方案乙方案乙: :通過稱量試樣與堿反應(yīng)前后的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)通過稱量試樣與堿反應(yīng)前后的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo) 選用儀器選用儀器C C做實(shí)驗(yàn)做實(shí)驗(yàn), ,試樣經(jīng)充分反應(yīng)試樣經(jīng)充分反應(yīng), ,濾出不溶物濾出不溶物 洗滌洗滌 烘干烘干, ,稱得其質(zhì)量為稱得其質(zhì)量為m m2 2g g (5)(Zn)=(5)(Zn)=_ 方案丙方案丙: :通過稱量試樣與堿反應(yīng)前后儀器通過稱量試樣與堿反應(yīng)前后儀器 試樣和試劑的總試樣和試劑的總質(zhì)量質(zhì)量( (其差值即為其差值即為H H2 2的質(zhì)量的質(zhì)量) )實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo) 實(shí)驗(yàn)同樣使用實(shí)驗(yàn)同樣使用儀器儀器C C (6)(6)從實(shí)驗(yàn)誤差角度分析

17、從實(shí)驗(yàn)誤差角度分析, ,方案丙方案丙_方案乙方案乙( (填填“優(yōu)于優(yōu)于” “劣于劣于”或或“等同于等同于”) ) 121mmm劣于劣于 反應(yīng)放熱，導(dǎo)致水的揮發(fā)，且氫氣的質(zhì)量小，造成誤差很大。反應(yīng)放熱，導(dǎo)致水的揮發(fā)，且氫氣的質(zhì)量小，造成誤差很大。3.3.校課外化學(xué)活動(dòng)小組測(cè)定了某牌子的軟包裝橙汁上維生素校課外化學(xué)活動(dòng)小組測(cè)定了某牌子的軟包裝橙汁上維生素C(C(分子式是分子式是C C6 6H H8 8O O6 6) )的含量的含量 下面是測(cè)定實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告下面是測(cè)定實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告 請(qǐng)請(qǐng)?zhí)顚懹嘘P(guān)空白填寫有關(guān)空白: : 測(cè)定目的測(cè)定目的 測(cè)定測(cè)定牌軟包裝橙汁上維生素牌軟包裝橙汁上維生素C C的含量的含量

18、測(cè)定原理測(cè)定原理CC6 6H H8 8O O6 6+I+I2 2CC6 6H H6 6O O6 6+2H+2H+ +2I+2I- - 實(shí)驗(yàn)用品及試劑實(shí)驗(yàn)用品及試劑 (1)(1)儀器和用品儀器和用品:(:(自選自選, ,略略) ) (2) (2)試劑試劑: :指示劑指示劑_( (填名稱填名稱) ) 濃度為濃度為7.507.501010-3-3 molLmolL-1-1標(biāo)準(zhǔn)碘溶液標(biāo)準(zhǔn)碘溶液 蒸餾水等蒸餾水等 淀粉淀粉 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程 (1)(1)洗滌儀器洗滌儀器, ,檢查滴定管是否漏液檢查滴定管是否漏液, ,潤(rùn)洗后裝好標(biāo)準(zhǔn)碘溶液潤(rùn)洗后裝好標(biāo)準(zhǔn)碘溶液待用待用 (2)(2)打開橙汁包裝打開橙汁包裝, ,目測(cè)目測(cè): :顏色顏色橙黃色橙黃色, ,澄清度澄清度好好 用用_( (填儀器名稱填儀器名稱) )向錐形瓶中移入向錐形瓶中移入20.00 mL20.00 mL待測(cè)橙汁待測(cè)橙汁, ,滴入滴入2 2滴指示劑滴指示劑 酸式滴定管酸式滴定管 (3)(3)用左手控制滴定管的用左手控制滴定管的_( (填部位填部位),),右手搖動(dòng)錐形右手搖動(dòng)錐形瓶瓶, ,眼睛注視眼睛注視_, ,直到滴定終直到滴定終點(diǎn)點(diǎn), ,滴定到終點(diǎn)的現(xiàn)象是滴定到終點(diǎn)的現(xiàn)