(浙江专用)高中化学专题6物质的定量分析课题2镀锌铁皮锌镀层厚度的测定课件苏教版选修6

1、镀锌铁皮锌镀层厚度的测定浙江选考加试要求1. 电子天平的使用。2. 镀锌铁皮锌镀层厚度测定的原理（与酸或碱反应）和操作流程。3. 实验数据的处理和测定过程中产生误差的原因分析。目标考纲解读厂、1.学会设计用化学方法测定镀锌铁皮锌镀层厚度的多种实验方案，能根据实验条件比较方案的优劣。r23.学会用化学方法测镀锌铁皮锌镀层厚度。了解测定过程中产生误差的原因，并能对实验中的数 据进行处理。通过实验了解镀锌铁皮锌镀层厚度测定基本思路，学 习用化学定量分析方法解决实际问题，学习科学研究 的方法和误差分析的方法。IwbI实验要素先知道锌的电化学腐蚀用化学方法测定镀锌铁皮镀层厚度是原电池、电解及电镀知识的迁

2、移和应用。当将镀锌铁皮放到酸中时，能迅速形成原电池，同时产生大量的氢气。其中锌是负极，铁是正极,电极反应如下：负极：Zn2e=ZiF+； 正极：2H+2e =H2f。当锌完全溶解后，铁与酸反应产生氢气的速率会显著减慢,并以此作为判断锌镀层是否完全反应掉的依据。实验过程详剖析器材与原理相关器材U!烧杯（培养皿）、酒精灯、火柴、三脚架、石棉网、银子、玻 璃棒、尺（精度为0.1cm）、电子天平（精度为0.001 g）0相关原理（1）准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若判断过早则矣使锌未完全溶解:若过迟矣使铁部分溶解，都会增加实验误差。判断锌在酸中完全溶解的卖验现象是产生氢气速率显著变 其依据是

3、锌反应完原电池作用消失，铁和酸反应减慢。mm2(2) 结合计算公式：h= 卅,本实验产生误差的主要原因有：镀锌铁片长、宽测量；反应前后铁皮质量称量；终点判 断；反应后铁皮洗涤；铁皮未烘干。措施：提高测量工具的精密 度，减小系统误差。重复测量三次，取平均值，减小偶然误差。(3) 测定锌镀层质量的其他方法为了减缓露置在空气中的铁的电化学腐蚀，在铁皮表面往往镀上一薄层锌，通常称“白铁皮”。“白铁皮”具有较强的耐腐 蚀性，是生产中常用的金属材料之一。锌镀层是铁皮的保护膜， 这层膜的厚度及均匀度是判断镀层质量的重要指标。方案1:原理Zn能溶于强碱溶液中，但铁不与强碱反应。反应的 化学方程式为Zn+2Na

4、OH+2H2O一一一Na2Zn(OH)4+H2 f过程称量镀锌铁皮的总质量，然后将镀锌铁皮投入足量 的NaOH溶液中，使其反应完全后，取出铁皮，用 水冲洗，烘干称量，通过称量反应前后铁皮的质量， 计算两者的质量差，即为锌镀层的质量。方案2：原理 Zn+2HCl=ZnC12+H2 f，Fe+2HCl=FeC12+H2 t 。将镀锌铁皮投入足量的6molLT盐酸中，使其完全溶过程解，通过测定生成H?的体积，计算混合物中锌的质量。方案3：原理Zn+FeSO4Fe+ZnSO4 o过程将镀锌铁皮投入足量的FeSOq溶液中,使其充分反应 后，取出铁皮，用水冲洗、烘干后，称量，根据反应 前后铁皮的质量差，计

5、算锌镀层的质量。实验与拓展实验流程实验一：镀锌铁皮与盐酸的反应(1)取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮)，分别 量出它们的长度与宽度。(2) 用电子天平分别称量三块镀锌铁皮(A. B. C)的质量。(3) 将镀锌铁皮A放入烧杯中，加入40 mL 6 molLT盐酸。反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮，使铁皮两边锌镀层都充分反 应。到反应速率突然减小时(产生气泡的速率变得极慢)，立即将 未反应的铁片取出，用自来水冲洗掉附着的酸液。将铁片放在石棉网上，用酒精灯小火烘干，冷却后用电子夭平称量。(5) 分别用镀锌铁皮B、C重复进行实验步骤、。(6) 根据实验所得数据，求出镀锌铁皮的锌镀层厚度。

6、实验二：镀锌铁皮与氢氧化钠溶液的反应(1) 取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮)，分别量出它们的长度与宽度。(2)用电子天平分别称量三块镀锌铁皮(A、B、C)的质量。将镀锌铁皮A放入烧杯中，加入约40 mL 6 mol L1氧化钠。反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮，使铁皮两边锌镀层都充分反应，到反应速率为零(几乎不产生气泡)时，将未反应的 铁皮取出，用自来水冲洗掉附着的碱液。(4)将铁片放在石棉网上，用酒精灯小火烘干，冷却后用电子天平称量。(5) 分别用B、C重复进行实验步骤(3)、。(6) 根据实验所得数据，求出镀锌铁皮的镀锌铁皮的锌镀层 厚度。对点集训1. 在镀锌铁皮的锌镀层厚度

7、的测定过程中，下列操作会导致测定结果偏高的是A.过早判断反应终点B.过迟判断反应终点C.锌在酸中溶解后，铁皮未烘干就去称重D.在测定铁皮的面积时测得面积比铁皮的实际面积大解析：过迟判断反应终点导致部分铁溶解，伽一加2偏大而引起结果偏高。过早判断反应终点、铁皮未烘干就去称重则使 加1一加2偏小而引起结果偏低。答案：B2. 实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极，以稀NaOH 溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验:如图,剪取约cm的镁条及大小相近的铝片,用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为500pA的教

8、学演示电表的“一”、“ + ”端相连Mg+Al1 mol-L'1 NaOH接，迅速将两电极插入盛有1 mol-L-1 NaOH溶液的烧杯中。开始，电表指针向右偏移约500 gA,铝片表面有许多气泡， 很快电流逐渐减小至0；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约400 pA,此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面 只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象，回答下列问题:开始阶段，原电池的正极是 （境或“A1”）片；铝片 表面产生的气泡是;负极发生的反应是o（2）随后阶段，铝片发生的电极反应式是；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：2H2O+2e =H2 t +2OIT（极少），试判断此

9、电极发生的主要反应是 ;铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现 象的可能原因是解析：以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构 成的原电池，开始铝片表面有许多气泡，故此时铝片为原电池 的正极，电流逐渐减小至0；随后，指针向左偏移，且电流逐 渐增大，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气 泡产生。此时铝片为原电池的负极，电极反应式是A1+4OH- -3e =AlO2 +2H2O , O2+2H2O+4e =4OH"；铝片表 面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是铝片 中含有杂质构成原电池。答案：(1)A1 H2 Mg+2OH- - 2e =Mg(OH)2

10、(2) A1+4OH 一 3e=AlO2 + 2H2OO2+2H2O+4e"=4OH"铝片中含有杂质构成原电池3. “白铁皮”具有较强的耐腐蚀性，是生产中常用的金属材料 之一。镀锌层犹如铁皮的保护层，这层膜的厚度及均匀度也 成了判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定 镀锌铁皮的厚度，设计了下面的实验方案：方案一：取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁 皮)，将镀锌铁皮A放入烧杯中，加入40 mL 6 molLT盐酸, 反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮，待锌镀层反应完全时， 立即将未反应的铁皮取出，洗涤、小心烘干、称量。将B、C 重复上面的实验。(1)锌镀层完全

11、反应的标志是如何检验铁片已经洗净O解析：（1）当锌镀层完全反应后就是铁与盐酸反应，由于锌和 铁的活泼性不同，反应速率就不同。（2）从溶液中取出的铁片 必然带有盐酸及其盐，当洗净时也就是不再含有盐酸及其盐，所以检验铁片是否洗净就是检验氯离子。答案：（1）反应速率突然减小（2）取最后一次洗涤液，加AgNCh溶液，若无白色沉淀生成,则铁片已洗净（或用玻璃棒蘸取最后一次洗涤液，滴在蓝色石蕊试纸上，若不变红色，则铁片已洗净）（3）该小组的实验数据记录及数据处理如下，完成下列表格（锌的 密度为714 g-cm 3）数据处理数据记录度m长/C度m宽/C镀片锌镀层厚度锌镀层平均（单侧）/cm厚度（单侧）/cm

12、A 5.004.904.4604.3134.201 X 104B 5.105.004.4214.2674.229 X IQ-4C 5.205.004.6404.4674.660 XIO"4计算镀锌铁皮锌镀层平均厚度（单侧）cm。本实验中产生误差的地方可能有哪些（任意列举两种）方案二：已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为Zn+2OH +2H2O=Zn(OH)J2"+H2 t o 某同学按下图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S cm2、质量为祝g的镀锌铁皮放入6 mol-L1 解析：由三组所列锌镀层厚度数据来看，第三组数据与另 两组有较大差距，应舍去，取前两

13、组数据取平均值得NaOH溶液中。回答下列问题:4.215 X10"4cm；本实验中产生误差的地方可能有：长度的测量，质量的测量，恰好反应的判断，反应后铁皮的洗 涤是否干净、烘干是否彻底等。答案：4.215 X10'4镀锌铁片长、宽测量；反应前后铁皮 质量称量；终点判断；反应后铁皮洗涤；铁皮未烘干装置中导管a的作用是解析：随着分液漏斗内的液体不断流下，其内部的气体体积 变大，压强变小，不利于液体流下，故用导管a平衡压强，使 液体顺利流下。答案：使分液漏斗和锥形瓶内气压相同，以便于NaOH溶液 能顺利滴下（5）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进 行的操作还有：

14、记录C的液面位置；待B中不再有气体产生并 恢复至室温；由A向B中滴加足量NaOH溶液；上下移动C,使干燥管和C中液面相平。上述操作的顺序是（填序号）。解析：本实验的关键是测量气体的体积。根据此装置的原理， 应两次记录C中的读数，取其差值就是所得气体的体积，所以第步就应该是。答案：（回答也可）(6)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为VimL、HmL(实验条件下的气体摩尔体积为心mol-L o则镀锌铁皮的厚度为emo (写出数学表达式) 解析：V(H2)= (V2Vi)mL,兀(Zn)=(H2)= (V2Vi)/(l 000-Vm), m(Zn)=65 g-mol1n(Zn),锌的密度是714 g

15、em 3, V(Zn)=/w(Zn)/7.X4,由于铁片表面有上、下两层，所以每一层的厚度 =V(Zn)/2S,代入即得。答案：d=V2-Vi1 000Vm25x7.14拓展实验水果中维生素C含量的测定 1.实验原理(1)维生素C又称为抗坏血酸，具有强还原性，在酸性溶液 中，它可将碘单质还原为碘离子。利用这一反应，可以通过实 验测定果汁中维生素C的含量O(2)用医用维生素C片配制一定浓度(a mg-L1)的维生素C标 准溶液。向一定体积的维生素C标准溶液中滴加稀碘水，用淀粉溶液作指示剂，至加入碘水溶液呈蓝色且半分钟内不褪色为 止，记录加入碘水的体积(Vi)。(3) 在相同体积的果汁中，用淀粉溶

16、液作指示剂，滴加相i-ai«同浓度的碘水，记录溶液显蓝色且半分钟内不褪色时消耗碘水的体积(匕)。根据两次反应消耗碘水体积的比值，可粗略测 定出水果中维生素C的含量。维生素C的含量=#_(4) 蔬菜或果汁中还存在其他的还原性物质，它们在上述反应条件下也能将碘还原。上述实验将蔬菜、水果中还原性物质的总量都折算为维生素C的含量。2.相关问题维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性)，它的 分子式是c6H8o6,人体缺乏这种维生素易得坏血症，所以维生素C又称抗坏血酸。维生素C易被空气中的氧气氧化。在新鲜水果、蔬菜、乳制品中都含有维生素C,如新鲜橙汁 中维生素C的含量在500 mgLT左右。

17、校课外活动小组测定了某品牌的软包装橙汁中维生素C的含量。下面是测定实验分析报告，请填写有关空白。(1)测定目的：测定X X牌软包装橙汁维生素C含量。(2)测定原理：C6H8O64-12一 C6H6O6+2H+2I实验用品及试剂：仪器和用品：（自选，略）试剂:指示剂（填名称）、浓度为7.50X03 molLT标准碘溶液、 蒸憎水等。（4）实验过程：洗涤仪器，检查滴定管是否漏液，润洗后装好标准碘溶液待用 打开橙汁包装，目测：颜色橙黄色,澄清度好，用（填仪器名称）向锥形瓶中量入20.00mL待测橙汁，滴入2滴指示剂 用左手控制滴定管的（填部分），右手摇动锥形瓶，眼睛注视(5) 数据记录与处理：(设计数据记录和数据的表格，不必填数据)若经数据处理，滴定中消耗标准碘溶液的体积是15.00 mL,则此橙汁中维生素C的含量是mg-L_1o(6) 问题讨论: 滴定时能否剧烈摇动锥形瓶？为什么？答：o 从分析数据看，此软包装橙汁是否是纯天然橙汁()A.是 B.可能是 C.不是制造商采用的做法是A. 加水稀释天然橙汁B. 橙汁已被浓缩C. 将维生素作为添加剂 对于上述做法，你的意见是A.同意B.不同意()C.调查后再作结论解析：据测定原理：C6H8O6+I2 C6H6O6+2H+2F指示剂用淀粉溶液，颜色由无色变为蓝色；因量取20.00 mL待测橙汁，仪器应用酸式滴定管或20.00 mL的移液