镀锌铁皮镀锌层厚度的测定.ppt

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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不易易在表面上扩展开来，镀

2、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：Zn2eZn2+正极：正极：H2eH2析氢腐蚀析氢腐蚀2H2OO24e4OH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：Fe2eFe2+正极：正极：H2eH2析氢腐蚀析氢腐蚀2H2OO24e4OH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

3、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）和（即等厚镀锌）和两面镀锌量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？通通过过适适当当的的途途径径与与方方法法，测测定定出出镀镀锌锌铁铁皮皮中中锌锌的

4、的质质量量（m mZnZn)，然然后后根根据据m mZnZn2 2 h h s s x x,计计算算求求得得镀镀锌锌层层的的厚厚度度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

5、.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。ZnFeSO4ZnSO4Fe W65569WW1W2 锌与铁的活动性锌与铁的活动性差异不大，反应几差异不大，反应几乎难以进行。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

6、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 2O O=4Fe(OH)4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3+3H+3H2

7、 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。ZnCl24NaOHNa2Zn(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

8、.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：Zn2eZn2+正极：正极：2H+2eH2 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()和镀锌铁皮单侧的面和镀锌铁皮单侧的面积积(S)并结合公式并结合公式h=m/(2S)来测定镀锌铁来测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。皮的锌镀层厚度。教材实验教材实验原理分析原理分析负

9、极：负极：Zn2eZn2+正极：正极：2H+2eH2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

10、)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.锌镀层厚度锌镀层厚度(h)测定测定（P83）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

11、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 1.1.取样取样2.2.称量称量m m1 13.3.溶解溶解.洗涤洗涤4.4.烘干、称量烘干、称量 m m2 2 5.5.重复重复2 2次次 6.6.数据处理数据处理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5.00cm宽宽5.06cm铁片铁片B，长，长4.92cm宽宽4.90cm铁片铁片C，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（）（）=5.255克克镀锌铁片镀锌铁片C，m1（

12、）（）=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/cm平均厚平均厚度度/cm相当平相当平均偏差均偏差/%镀锌铁镀锌铁片片A3.93x10-43.91x10-40.34%镀锌镀锌铁片铁片B3.89x10-4镀锌镀锌铁片铁片C3.91x10-4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)稀稀H2SO4mZn2Sh h m2SP81镀锌铁片在镀锌铁片在H2SO4中产生中产生H2的速率由快迅速转慢的

13、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，产生氢气显著变慢，准、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。确判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。偏小偏小偏大偏大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，则厚度差的则厚度差的1

14、/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。具体比较见下表。体比较见下表。用螺旋测微器测铁片的厚度用螺旋测微器测铁片的厚度另外一种测量其厚度的方法：另外一种测量其厚度的方法：数数据据记记录录镀锌铁镀锌铁皮皮质质量量(g)面面积积(mm2)厚度厚度*(mm)反反应应前前7.1601708.50.555反反应应后后6.650O.509O.509数数据据处处理理锌镀层锌镀层厚度厚度(mm)依据依据h=m/(2S)(锌锌的密度的密度=7.14g/cm3)(7.1606.650)(27.141031708.5)锌镀层锌镀层厚度厚度(mm)依据厚度差的依据厚度差的1/2即即为为镀锌铁镀

15、锌铁皮的皮的锌镀层锌镀层厚度厚度(h)h=(0.5550.509)/2=0.023mm注：测定厚度为四次测定注：测定厚度为四次测定(铁皮上均匀取四个点铁皮上均匀取四个点)的平均值的平均值=0.021mmh=水果中维生素水果中维生素C C含量的测定含量的测定1.1.实验原理实验原理维生素维生素C C具有强还原性具有强还原性 在酸性溶液中它与在酸性溶液中它与I I2 2反应的化学方程式为反应的化学方程式为:拓展课题拓展课题6-26-2用医用维生素用医用维生素C C片配制一定浓度片配制一定浓度(a mg(a mgL L-1-1)的维生素的维生素C C标准溶标准溶液液 向一定体积的维生素向一定体积的维

16、生素标准溶液中滴加稀碘水标准溶液中滴加稀碘水,用淀粉溶用淀粉溶液作指示剂液作指示剂,至加入碘水溶液呈蓝色且半分钟内不褪色至加入碘水溶液呈蓝色且半分钟内不褪色为为止止,记录加入记录加入碘水的体积碘水的体积(V(V1 1)在在相同体积的果汁相同体积的果汁中中,用淀粉溶液作指示剂用淀粉溶液作指示剂,滴加相同浓度的滴加相同浓度的碘水碘水,记录溶液显蓝色且半分钟内不褪色时消耗碘水的体记录溶液显蓝色且半分钟内不褪色时消耗碘水的体积积(V(V2 2)根据两次反应消耗碘水体积的比值根据两次反应消耗碘水体积的比值,可粗略测定出可粗略测定出水果中水果中维生素维生素C C的含量的含量【例题例题】为了探究镀锌薄铁板上

17、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碱查询得知锌易溶于强碱:Zn+2NaOH+2H:Zn+2NaOH+2H2 2O=NaO=Na2 2Zn(OH)Zn(OH)4 4+H+H2 2 据此据此,截取面截取面积为积为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 称得质量为称得质量为m m1 1g g 用固体烧碱和水作试剂用固体烧碱和水作试剂,拟出下列实验方案并进行相拟出下列实验方案并进行相关实验关实验 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

18、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金属锌的密度金属锌的密度偏大偏大方案乙方

19、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 选选用仪器用仪器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 试样和试剂的总质试样和试剂的总质量量(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 实验同样使用仪实验同样使用仪器器C C(6)(6)从实验误差角度分析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

20、于”或或“等同于等同于”)劣于劣于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 请填请填写有关空白写有关空白: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 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)

21、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 molmolL L-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

22、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象是_ 活塞活塞锥形瓶中溶液颜色的变化锥形瓶中溶液颜色的变化溶液显蓝色且半分钟内不褪色溶液显蓝色且半分钟内不褪色 数据记录与处理数据记录与处理(请在下面空白处设计数据处理的表格请在下面空白处设计数据处理的表格,不必填数据不必填数据)若经数据处理若经数据处理,滴定中消耗标准碘溶液的体积滴定中消耗标准碘溶液的体积是是15.00 mL,15.00 mL,则此橙汁中维生素则此橙汁中维生素C C的含量是的含量是_mgmgL L-1-1 样品体样品体积积/mL标准碘液体积标准碘液体积滴

23、定前滴定前滴定后滴定后消耗体积消耗体积平均值平均值第一次第一次第二次第二次990990解析解析:根据根据C C6 6H H8 8O O6 6+I+I2 2CC6 6H H6 6O O6 6+2H+2H+2I+2I-,则则n(Cn(C6 6H H8 8O O6 6)=n)=n(I(I2 2)=0.015 L)=0.015 L7.507.501010-3-3 mol molL L-1 1=1.125=1.1251010-4-4mol,m(Cmol,m(C6 6H H8 8O O6 6)=1.125)=1.1251010-4-4 molmol176 g176 gmolmol-1-11000 mg1000 mgg g-1-1=19.8 mg,=19.8 mg,故故维生素维生素C C的含量为的含量为