镀锌铁皮镀锌层厚度的测定

1、专题六专题六 物质的定量分析物质的定量分析苏教版苏教版实验化学实验化学课题课题2 镀锌铁皮镀锌层厚度的测定镀锌铁皮镀锌层厚度的测定 有些盛放食品的铁罐是用有些盛放食品的铁罐是用“马口铁马口铁”( (镀锡铁皮镀锡铁皮) )制的制的, ,当当“马口铁马口铁”铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易穿透铁罐；穿透铁罐； 屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用白白铁皮铁皮( (镀锌铁皮镀锌铁皮) )制成的制成的, ,而白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑容而白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑容易在表面上扩展开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却

2、不易易在表面上扩展开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀。被锈蚀。你知道造成这种现象的原因吗你知道造成这种现象的原因吗?镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）负极：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：H 2e H2 析氢腐蚀析氢腐蚀 2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蚀吸氧腐蚀镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）负极：负极：Fe 2e Fe2+正极：正极：H 2e H2 析氢腐蚀析氢腐蚀 2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蚀吸氧腐蚀检索咨询检索咨询牺牲阳极的阴极保护牺牲阳极的阴极保护 在被保护的金属器件上在被保护的金属器件上 附着一附着一种更易失去电子的金属或合

3、金的方法，种更易失去电子的金属或合金的方法，称为称为“牺牲阳极的阴极保护牺牲阳极的阴极保护”。这种。这种方法方法 可以应用于防止水下的船壳、可以应用于防止水下的船壳、 钢铁设备和地下管道的腐蚀。钢铁设备和地下管道的腐蚀。 镀锌量标准值：镀锌量标准值： 镀锌量是表示镀锌板镀锌量是表示镀锌板锌层厚度锌层厚度的一个普遍采用的一个普遍采用的有效方法。有两面镀锌量的有效方法。有两面镀锌量相同相同（即等厚镀锌）（即等厚镀锌）和两面镀锌量和两面镀锌量不同不同（即差厚镀锌）两种。（即差厚镀锌）两种。 镀锌量的单位为镀锌量的单位为g/mg/m2 2。 如何测定镀锌层厚度和镀锌量？如何测定镀锌层厚度和镀锌量？ 通

4、过适当的途径与方法，测定出通过适当的途径与方法，测定出镀锌铁皮中锌的质量（镀锌铁皮中锌的质量（m mZnZn) )，然后根，然后根据据m mZnZn2 h s 2 h s x x, ,计算求得镀锌层的计算求得镀锌层的厚度厚度h h镀锌铁皮锌镀层厚度的测定原理镀锌铁皮锌镀层厚度的测定原理方案方案1.1.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸溶液将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸溶液中，使其完全溶解，通过测量氢气的体积，计算铁皮中，使其完全溶解，通过测量氢气的体积，计算铁皮上的锌的质量。上的锌的质量。（1 1）下列装置中不能用于测量气体体积的装置是）下列装置中不能用于测量气体体积的装置是 E 反应

5、所需时间反应所需时间太长；测量氢气太长；测量氢气体积易产生误差体积易产生误差F方案方案2.2.将一定质量的镀锌铁皮（将一定质量的镀锌铁皮（W1）投入到足量的）投入到足量的FeSO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗净、烘干、溶液中，一段时间后，取出铁片，洗净、烘干、称量（称量（W2），计算铁皮上的锌的质量。），计算铁皮上的锌的质量。Zn FeSO4 ZnSO4 Fe W 56 9W W1W2 锌与铁的活动性锌与铁的活动性差异不大，反应差异不大，反应几乎难以进行。几乎难以进行。方案方案3.3.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸溶液中，将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸溶液中，使其完全溶解，再在

6、所得溶液中加入过量的使其完全溶解，再在所得溶液中加入过量的NaOH溶液，溶液，过滤、洗涤、烘干、灼烧沉淀，最后称量。过滤、洗涤、烘干、灼烧沉淀，最后称量。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 沉淀的获取沉淀的获取和称量较为困和称量较为困难，精度不高。难，精度不高。ZnCl24NaOH Na2Zn(OH)42NaCl 方案方案4.4.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的NaOH溶液溶液中，充分反应后，取出铁片，洗涤、烘干后称量。中，充分反应后，取出铁片，洗涤、烘干后称量。Zn Zn 2NaOH 2NaOH NaNa2 2ZnOZnO2 2 H H2 2 操作简单，但反操作简单，但反应速率过慢，时应速率过

8、慢，时间较长。间较长。Zn Zn 2NaOH+2H2NaOH+2H2 2O O NaNa2 2Zn(OH)Zn(OH)4 4 H H2 2方案方案5.5.将一定质量的镀锌铁皮与另一纯铁片用导线连接，将一定质量的镀锌铁皮与另一纯铁片用导线连接，放入放入H2SO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗涤、烘溶液中，一段时间后，取出铁片，洗涤、烘干后称量。干后称量。FeFeZnH2SO4溶液溶液负极：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：2H+ 2e H2 设计较为合理。设计较为合理。 本实验利用镀锌铁皮被腐蚀前后的质量本实验利用镀锌铁皮被腐蚀前后的质量差差(m)以及锌的密度以及锌的密度()和镀锌铁皮单侧

9、的和镀锌铁皮单侧的面积面积(S)并结合公式并结合公式 h =m/(2S)来测定镀来测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。锌铁皮的锌镀层厚度。教材实验教材实验原理分析原理分析负极：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：2H+ 2e H2 开始：产生氢气速率较快（原电池原理）开始：产生氢气速率较快（原电池原理）后期：产生氢气速率显著减慢（原电池消失）后期：产生氢气速率显著减慢（原电池消失）实验原理实验原理1.锌电化学腐蚀锌电化学腐蚀（P82）现象：现象： 镀锌铁皮在镀锌铁皮在HClHCl中产生中产生H H2 2的速率由的速率由快转慢快转慢, ,颜色变暗。颜色变暗。镀锌层溶解后镀锌层溶解后镀锌层溶解前镀锌层溶解

10、前用用_测量反应前后的质量测量反应前后的质量 用用_来溶解铁皮表面的锌镀层来溶解铁皮表面的锌镀层用用_来测量铁皮的面积来测量铁皮的面积电子电子天平天平(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）判断判断反应终点反应终点的实验的实验现象：现象：准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若判断过早则锌溶解不完全；判断过迟会使部分铁判断过早则锌溶解不完全；判断过迟会使部分铁溶解，这样都会使实验的准确度下降。溶解，这样都会使实验的准确度下降。产生氢气产生氢气显著减慢。显著减慢。2.锌镀层厚度锌

11、镀层厚度 (h)测定测定（P82）h =m/(2S)原因：原因： 锌在酸中完全溶解后，不能形成原电池，电化学锌在酸中完全溶解后，不能形成原电池，电化学腐蚀消失，余铁与酸发生化学腐蚀，生成氢气速率减慢腐蚀消失，余铁与酸发生化学腐蚀，生成氢气速率减慢镀锌层总体积镀锌层总体积V= m/m/=2hS3.实验步骤实验步骤记录与结论记录与结论数据记录数据记录 数据处理数据处理铁片铁片A，长，长 5.00 cm宽宽5.06cm铁片铁片A，长，长 4.92cm宽宽4.90cm铁片铁片A，长，长 4.98cm宽宽5.00cm镀锌铁片镀锌铁片A，m1（）（）=5.464克克镀锌铁片镀锌铁片B，m1（）（）=5.2

12、55克克镀锌铁片镀锌铁片C，m1（）（）=5.429铁片铁片A，m（）（）=5.322铁片铁片B，m（）（）=5.121铁片铁片C，m（）（）=5.290镀锌镀锌铁片铁片单侧厚单侧厚度度/mm平均厚平均厚度度/mm相当平相当平均偏差均偏差/%镀锌铁镀锌铁片片A0.03930.03910.34%镀锌镀锌铁片铁片B0.0389镀锌镀锌铁片铁片C0.0391操作要点及误差分析操作要点及误差分析1、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。2、锌在酸中完全溶解后，产生氢气显著变慢，准确、锌在酸中完全溶解后，产生氢气显著变慢，准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。判

13、断锌完全反应是本实验最重要的一环。若判断过早则会使锌未完全溶解（若判断过早则会使锌未完全溶解（ ）若过迟会使铁部分溶解（若过迟会使铁部分溶解（ ）3、数据的准确记录与处理及误差分析。、数据的准确记录与处理及误差分析。若铁片反应后进行洗涤，没有进行烘干就马上称量若铁片反应后进行洗涤，没有进行烘干就马上称量（ ）若铁片取出烘干时间过长，则结果（若铁片取出烘干时间过长，则结果（ ）偏小偏小 偏大偏大偏小偏小 偏小偏小 【例题例题】为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数(Zn)(Zn)和镀层厚度和镀层厚度, ,查询得知锌易溶于强查询得知锌易溶于强碱碱:Zn+2NaOH+2H:

14、Zn+2NaOH+2H2 2O=NaO=Na2 2Zn(OH)Zn(OH)4 4+H+H2 2 据此据此, ,截截取面积为取面积为S S的双面镀锌薄铁板试样的双面镀锌薄铁板试样, ,剪碎剪碎 称得质量称得质量为为m m1 1g g 用固体烧碱和水作试剂用固体烧碱和水作试剂, ,拟出下列实验方案拟出下列实验方案并进行相关实验并进行相关实验 可选用的仪器装置如下图可选用的仪器装置如下图 题型题型 镀锌铁皮镀层厚度的测定镀锌铁皮镀层厚度的测定方案甲方案甲: :通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标目标 (1)(1)选用选用B B和和_( (填仪器

15、标号填仪器标号) )两个装置进行实验两个装置进行实验 (2)(2)测得充分反应后生成氢气的体积为测得充分反应后生成氢气的体积为VL(VL(标准状况标准状况),(Zn)=),(Zn)=_ (3)(3)计算镀层厚度计算镀层厚度, ,还需检测的一个物理量是还需检测的一个物理量是_ (4)(4)若装置若装置B B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗, ,测量结果测量结果将将_( (填填“偏大偏大” “偏小偏小”或或“无影响无影响”) ) D 11652.9()22.4VVmm或等其他合理答案金属锌的密度金属锌的密度 偏大偏大 气体发生装置内的气压大于大气压，所以偏大气体发生

16、装置内的气压大于大气压，所以偏大方案乙方案乙: :通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标 选用仪器选用仪器C C做实验做实验, ,试样经充分反应试样经充分反应, ,滤出不溶物滤出不溶物 洗涤洗涤 烘干烘干, ,称得其质量为称得其质量为m m2 2g g (5)(Zn)=(5)(Zn)=_ 方案丙方案丙: :通过称量试样与碱反应前后仪器通过称量试样与碱反应前后仪器 试样和试剂的总试样和试剂的总质量质量( (其差值即为其差值即为H H2 2的质量的质量) )实现探究目标实现探究目标 实验同样使用实验同样使用仪器仪器C C (6)(6)从实验误差角度分析

17、从实验误差角度分析, ,方案丙方案丙_方案乙方案乙( (填填“优于优于” “劣于劣于”或或“等同于等同于”) ) 121mmm劣于劣于 反应放热，导致水的挥发，且氢气的质量小，造成误差很大。反应放热，导致水的挥发，且氢气的质量小，造成误差很大。3.3.校课外化学活动小组测定了某牌子的软包装橙汁上维生素校课外化学活动小组测定了某牌子的软包装橙汁上维生素C(C(分子式是分子式是C C6 6H H8 8O O6 6) )的含量的含量 下面是测定实验分析报告下面是测定实验分析报告 请请填写有关空白填写有关空白: : 测定目的测定目的 测定测定牌软包装橙汁上维生素牌软包装橙汁上维生素C C的含量的含量

18、测定原理测定原理CC6 6H H8 8O O6 6+I+I2 2CC6 6H H6 6O O6 6+2H+2H+ +2I+2I- - 实验用品及试剂实验用品及试剂 (1)(1)仪器和用品仪器和用品:(:(自选自选, ,略略) ) (2) (2)试剂试剂: :指示剂指示剂_( (填名称填名称) ) 浓度为浓度为7.507.501010-3-3 molLmolL-1-1标准碘溶液标准碘溶液 蒸馏水等蒸馏水等 淀粉淀粉 实验过程实验过程 (1)(1)洗涤仪器洗涤仪器, ,检查滴定管是否漏液检查滴定管是否漏液, ,润洗后装好标准碘溶液润洗后装好标准碘溶液待用待用 (2)(2)打开橙汁包装打开橙汁包装, ,目测目测: :颜色颜色橙黄色橙黄色, ,澄清度澄清度好好 用用_( (填仪器名称填仪器名称) )向锥形瓶中移入向锥形瓶中移入20.00 mL20.00 mL待测橙汁待测橙汁, ,滴入滴入2 2滴指示剂滴指示剂 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),),右手摇动锥形右手摇动锥形瓶瓶, ,眼睛注视眼睛注视_, ,直到滴定终直到滴定终点点, ,滴定到终点的现象是滴定到终点的现