上海高考新增实验-铁皮镀锌厚度测定PPT

1、12 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?3

2、镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）Zn 2e Zn2+2H 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）Fe 2e Fe2+2H 2e H2 析氢腐蚀析氢腐蚀2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蚀吸氧腐蚀负极：负极：正极：正极：负极：负极：正极：正极：4 锌比铁活泼，如果遇到锈蚀，锌不断放出电子，锌比铁活泼，如果遇到锈蚀，锌不断放出电子，成为离子，自己烂穿了，却保护了铁皮不受腐蚀。成为离子，自己烂穿了，却保护了铁皮不受腐蚀。一直到锌全部腐蚀完了，铁才受到威胁。用镀锌的一直到锌全部腐蚀完了，铁才受到威胁。

3、用镀锌的办法保护内部的铁，效果挺好。在轮船的外壳上，办法保护内部的铁，效果挺好。在轮船的外壳上，铆上一块锌板，可以保护船体。锌板烂得差不多了，铆上一块锌板，可以保护船体。锌板烂得差不多了，再换上一块新的。再换上一块新的。 5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。6电镀产品7电镀原理阳极

4、：阳极：镀层金属（铜片）阴极：阴极：镀件（钥匙）电解质溶液：电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液电极反应：电极反应：阳极：阳极：Cu Cu 2e2e Cu Cu 2+2+阴极：阴极：Cu Cu 2+2+ +2e +2e Cu Cu 电解过程中，电解液中的电解过程中，电解液中的阳离子浓度阳离子浓度近似认近似认为不变！为不变！8 通过适当的途径与方法，测定出镀锌铁皮中通过适当的途径与方法，测定出镀锌铁皮中锌的质量（锌的质量（m mZnZn) )，然后根据，然后根据m mZnZnhshs2 2, ,计算计算求得镀锌层的厚度求得镀锌层的厚度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如

5、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？9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 反应所需时间反应所需时间太长；太长； 测量氢气体积测量氢气体积易产生误差易产生误差10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

6、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 965W W1W2 锌与铁的活动锌与铁的活动性差异不大，反性差异不大，反应几乎难以进行。应几乎难以进行。11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 ZnCl ZnCl2 2 H H

7、2 2Fe Fe 2HCl 2HCl FeCl FeCl2 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 2O O 4Fe(OH) 4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3 Fe Fe2 2O O3 3 + 3H+ 3H2 2O O 沉淀的获沉淀的获取和称量较取和称量较为困难，精为困难，精度不高。度不高。1

8、2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 Na Na2 2ZnOZnO2 2 H H2 2 操作简单，但操作简单，但反应速率过慢，反应速率过慢，时间较长。时间较长。13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FeSO4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。FeFeZnFeSO4溶溶液液负极

9、：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：2H+ 2e H2 设计较为合设计较为合理。理。14方案方案6.6.将一定质量的镀锌铁皮与石墨用导线连接，放入将一定质量的镀锌铁皮与石墨用导线连接，放入NaOH溶液中，一段时间后（当石墨表面无气泡析出溶液中，一段时间后（当石墨表面无气泡析出时），取出铁片，洗涤、烘干后称量。时），取出铁片，洗涤、烘干后称量。石墨石墨FeZnNaOH溶溶液液负极：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：2H2O 2e H22OH 设计合理。设计合理。15 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()和镀锌铁皮单侧的

10、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：开始：产生氢气速率较快（原电池原理）产生氢气速率较快（原电池原理）后期：后期：产生氢气速率显著减慢（原电池消失）产生氢气速率显著减慢（原电池消失）16实验原理实验原理m：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电子天平电子天平(0.001g)6 mol/LHClmZn2Sh h m2S17镀锌铁片在镀锌铁片在HCl中

11、产生中产生H2的速率由快迅速转慢的速率由快迅速转慢实验现象实验现象操作要点操作要点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，、锌在酸中完全溶解后，产生氢气显著变慢产生氢气显著变慢，准，准确判断锌完全反应是本实验确判断锌完全反应是本实验最重要的一环最重要的一环。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。181、电子天平要小心使用：因电子天平属精密仪器、电子天平要小心使用：因电子天平属精密仪器.2、电子天平要准确读数：由于电子天平精密度高，稍、电子天平要准确读数：由于电子天平精密度高，稍有影响都有可能使它的

12、读数发生变化。所以要等在不有影响都有可能使它的读数发生变化。所以要等在不受外界影响的情况下，天平显示数据稳定下来后再读受外界影响的情况下，天平显示数据稳定下来后再读数。数。3、要及时记录数据：数据对定量分析实验是至关重要、要及时记录数据：数据对定量分析实验是至关重要的。如果前面有任何一处数据忘记记录，都会使后续的。如果前面有任何一处数据忘记记录，都会使后续实验丧失意义。实验丧失意义。注意事项注意事项19一些思考一些思考另外一种测量其厚度的方法：另外一种测量其厚度的方法： 方法是用螺旋测微器直接测量铁片反应前后的厚度，方法是用螺旋测微器直接测量铁片反应前后的厚度，则则厚度差的厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀层厚度即为镀锌铁皮的锌镀层厚度 (h)。具体。具体比较见下表。比较见下表。用螺旋测微器测铁片的厚度用螺旋测微器测铁片的厚度20数数据据记记录录镀锌铁皮镀锌铁皮质量质量(g)面积面积(mm2)厚度厚度*(mm)反应前反应前7.1601708.50.555反应后反应后6.650O.509O.509数数据据处处理理锌镀层锌镀层厚度厚度(mm)依据