高中化学镀锌铁皮锌镀层厚的测定素材苏教选修精

1、 课题2 镀锌铁皮镀层厚度的测定一、实验的基本原理本实验利用镀锌铁皮腐蚀前后的质量差(m)以及锌的密度()和镀锌铁皮单侧的面积(S)并结合公式 h =m/(2S)来测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。二、实验关键点1、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。2、如何判断镀锌铁皮锌片恰好反应完，铁片基本没反应 3、数据的准确记录与处理及误差分析。三、如何把握实验关键点此课题本人做了三个实验：实验一：镀锌铁皮与盐酸的反应实验原理：镀锌铁皮在盐酸中构成原电池，锌与盐酸先反应，当反应气泡迅速减少时，锌已基本反应完。实验样品：镀锌铁皮（约5cm×5cm）3片仪器：烧杯（培养皿）、酒精灯、火柴、三

2、脚架、石棉网、镊子、玻璃棒、尺（精度为0.1cm），电子天平（精度为0.001g）。试剂：6mol·L-1盐酸实验步骤：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，加入约40mL 6mol·L-1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），立即将未反应的铁皮取出，用自来水冲洗掉附着的酸液。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、4。6

3、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。记录与结论 数据记录 数据处理镀锌铁皮A，长4.94，宽-4.9- cm镀锌铁皮B，长-5.05cm，宽-5.0- cm镀锌铁皮C，长-5.05cm，宽4.9- cm镀锌铁皮A，m1（A）=-2.455-g镀锌铁皮B，m1（B）=-2.508-g镀锌铁皮C，m1（C）=-2.500-g镀锌铁皮A，m2（A）=-2.201g镀锌铁皮B，m2（B）=-2.247-g镀锌铁皮C，m2（C）=-2.238-g镀镀锌铁皮镀锌铁皮厚度（单侧）/cm锌镀层平均厚度（单侧）/cm相对平均差/%镀锌铁皮A7.348×10-4m7.334×

4、10-4m0.864%镀锌铁皮B7.239×10-4m镀锌铁皮C7.415×10-4m附录象实验二:镀锌铁皮与氢氧化钠溶液的反应实验原理：锌能溶于强碱溶液而铁不能与强碱溶液反应，反应的化学反应方程式为：Zn + 2NaOH + 2H2O= Na2Zn(OH)4 + H2实验步骤：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，加入约40mL 6mol·L-1氢氧化钠。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

5、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、4。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。实验数据如下： 数据记录 数据处理镀锌铁皮A，长5.0，宽5.0- cm镀锌铁皮B，长-5.1cm，宽-5.0- cm镀锌铁皮C，长5.05-cm，宽5.05 cm镀锌铁皮A，m1（A）=-2.508-g镀锌铁皮B，m1（B）=-2.519-g镀锌铁皮C，m1（C）=-2.511-g镀锌铁皮A，m2（A）=-2.257g镀锌铁皮B，m2（B）=-2.265-g镀锌铁皮C，m2（C）=-

6、2.255-g镀镀锌铁皮镀锌铁皮厚度（单侧）/cm锌镀层平均厚度（单侧）/cm相对平均差/%镀锌铁皮A7.031×10-4m7.012×10-4m0.347%镀锌铁皮B6.975×10-4m镀锌铁皮C7.029×10-4m附照片问题和讨论:由于实验一镀锌铁皮中的锌和铁都能与盐酸反应,所以锌与盐酸是否恰好完全反应比较难判断,不同的实验者会有比较大的偏差，因此，实验误差大。而实验二锌与强碱溶液而铁不能与强碱溶液反应可以使锌充分反应,不存在是否完全反应的判断问题，比较精确。但时间比较长，每反应一次就需要大约45分钟时间。为解决既能准确判断又在短时间内完成，实验

7、做了少许改进。在实验一的酸溶液中加几滴双氧水。若出现明显黄色，则说明锌层已反应完。实验三 镀锌铁皮与滴加双氧水的盐酸的反应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在40mL 6mol·L-1盐酸中先滴几滴双氧水，再将镀锌铁皮A放入烧杯中，当反应液中有黄色出现时，立即取出铁片，用自来水冲洗掉附着的酸液。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、4。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。实验数据如下： 数据记录 数据处理

8、镀锌铁皮A，长5.03，宽5.0- cm镀锌铁皮B，长-5.1cm，宽-5.0- cm镀锌铁皮C，长5.05-cm，宽4.9- cm镀锌铁皮A，m1（A）=-2.512-g镀锌铁皮B，m1（B）=-2.520-g镀锌铁皮C，m1（C）=-2.500-g镀锌铁皮A，m2（A）=-2.261g镀锌铁皮B，m2（B）=-2.267-g镀锌铁皮C，m2（C）=-2.251-g镀镀锌铁皮镀锌铁皮厚度（单侧）/cm锌镀层平均厚度（单侧）/cm相对平均差/%镀锌铁皮A6.989×10-4m6.995×10-4m 0.500%镀锌铁皮B6.948×10-4m镀锌铁皮C7.047&

9、#215;10-4m附录象四、实验注意事项1、电子天平要小心使用：因电子天平属精密仪器，应要求学生小心使用防止损坏。2、电子天平要准确读数：由于电子天平精密度高，稍有影响（比如对着它大声说话）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数。3、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，都会使后续实验丧失意义。五、一些思考51 根据教材提供的材料，回顾本人做的三个实验，“实验一”反应迅速，耗时短；实验原理简单易理解等。但终点判断不很容易，实验误差相对较大。“实验二”我把它作为判定镀锌层标准厚度的基准实验。实验原理简单

10、，但费时。而且经过实验，发现该实验也不很精确。有的老师认为铁不与氢氧化钠反应，反应时间长一些，可以确保锌层的反应完全，从而确保精确度。通过实验后发现反应的溶液中有大量的Fe3+，说明合金上的铁元素也参与了反应），致使锌层会变厚，精确度下降。“实验三”反应迅速，耗时短；实验原理简单易理解等。且终点容易判断，实验误差相对较小。根据原电池原理，只要有锌存在，铁不可能参与反应。但实际上铁肯定要参与反应，只是少一些反应，所以Fe2+很快会产生，但看不到黄色。当出现黄色时，说明有较多的Fe3+，说明有大量的铁开始参与反应，此时说明锌已反应完。立即取出，误差较小。52 借签省级培训材料，使用螺旋测微仪也是一

11、个较好的方法。螺旋测微仪精确到0，因此可以读数到。方法是：用螺旋测微器直接测量铁片反应前后的厚度，则厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀层厚度 (h)。具体比较见下表。数据记录镀锌铁皮质量(g)面积(mm2)厚度*(mm)反应前0.反应后o.数据处理锌镀层厚度(mm)依据 h =m/(2S)(锌的密度=7.14g/cm3) h =(.6.0)/(2·7.14·103·)=0.01mm锌镀层厚度(mm)依据厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀层厚度(h) h =(0.0.)/2=0.0mm注：测定厚度为四次测定(铁皮上均匀取如下图四个点)的平均

12、值通过上表可以看出，此法操作简便，设备要求较低，对部分没有电子天平的学校来说，不失为一种好的方法我也直接用螺旋测微器尝试了好几组实验，都可以得到大致结果，但相对来说误差还是比较大的，大概在左右当然以上方法只代表我的个人看法，是否有其它的更好的测定方法有待广大教师进一步研究和探讨。拓展课题6-2 水果中维生素C含量的测定一、实验原理向一定体积的Vc标准溶液中滴加稀碘水，用淀粉作指示剂，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V1。在一定体积的果汁中，用淀粉作指示剂，滴加相同浓度的碘水，记录溶液呈蓝色且半分钟内不褪色时消耗碘水的体积V2。根据两次反应消耗碘水的体积的比值，可粗略测定出水果中Vc的含量。Vc的含量= V2/ V1·a二、实验步骤1.维生素C标准溶液的配制 称取5片Vc片，总质量为680mg，配成250mL溶液。a = 136mg/L2.果汁(或蔬菜汁)的准备3. 维生素C药片中维生素C含量的测定4.果汁或蔬菜汁中维生素C含量的测定5.计算蔬菜或水果中维生素C的含量编号滴定前的读数/mL滴定后的读数/mL消耗碘溶液的体积/ mL消耗碘溶液体积的平均值/ mL维生素C标准溶液1020002650 26602020002670橙汁302000055 056402000