2019年高中化学 专题6 物质的定量分析 课题二 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定教学案 苏教版选修6.doc
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1、- 1 -课题二课题二 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定镀锌铁皮锌镀层厚度的测定【学考报告】知识条目加试要求电子天平的使用镀锌铁皮锌镀层厚度测定的原理(与酸或碱反应)和操作流程实验数据的处理和测定过程中产生误差的原因分析abc一、知识预备1锌的电化学腐蚀锌的化学性质比铁活泼,如果镀锌铁皮的锌镀层被破坏,将在潮湿空气中发生电化学腐蚀,残留的锌镀层作为原电池的负极,锌先被腐蚀。将镀锌铁皮放到酸中时,发生原电池反应,铁皮表面的锌镀层溶解,电极反应式如下:负极:Zn2e=Zn2正极:2H2e=H2待锌在酸中完全溶解后,产生氢气的速率显著减慢,可以借此判断锌镀层是否反应完全。思考 1:表面镀锌的铁皮不易生锈,通
2、称铅铁、白铁。镀锌铁为什么不易生锈呢?提示 在铁的表面起到保护层的作用。如果镀层破坏,还可以形成锌铁原电池,铁作正极,利用牺牲阳极的阴极保护法原理,铁受到保护。2镀锌层厚度的测定称量与 6 molL1盐酸反应前后铁皮的质量(分别为m1、m2),两者之差就是锌镀层的质量(m1m2),则锌镀层的总体积为V,式中为锌的密度,一般为 7.14 gcm3。m1m2 若已知锌镀层单侧面积为S(可测),锌镀层单侧厚度为h,则V2hS。由以上两式可得2hS,所以h。m1m2 m1m2 2S二、课题方案设计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
3、铁皮(A、B、C)的质量。3将镀锌铁皮 A 放入烧杯中,加入 40 mL 14 稀硫酸。反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,- 2 -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。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分别用镀锌铁皮 B、C 重复进行实验步骤 3、4。6根据实验所得数据,求出镀锌铁皮的锌镀层厚度。思考 2:为何将铁片小火烘干而不能高温烘干?提示 因铁在高温时易被空气中的氧气氧化。若烘干时温度过高,会有部分铁转化为氧化物而使铁片质量增大,导致实验结果偏小。点拨一、镀锌铁皮锌镀层厚
4、度的测定方案设计1利用电化学腐蚀原理将一定长度、宽度和质量的镀锌铁片放入 6 molL1的盐酸中形成原电池,锌被反应掉,通过观察产生 H2的速率判断锌完全溶解,洗净、烘干,用电子天平称其质量,则反应前(m1)与反应后(m2)镀锌铁皮的质量差就是锌镀层的质量(m1m2)。2利用锌与铁的性质不同进行测量锌与铝类似,溶于强碱溶液中 Zn2NaOH2H2O=Na2Zn(OH)4H2,而铁不与强碱反应,通过称量反应前后铁皮的质量,求出两者的质量差,该质量差就是锌镀层的质量。利用方案 1 或方案 2 所求锌镀层的质量求锌镀层的厚度:h(密度,S表面积)m1m2 2S特别提示 方案 1、方案 2 只是测锌镀
5、层厚度的两种方法,还有几种供师生参考:方案 3:氨水法利用锌溶于氨水而铁不溶于氨水而设计。方案 4:利用锌的化合物的两性求出m(Fe),再推算求出m(Zn)。点拨二、实验测定的注意事项1测定步骤截取镀锌铁皮- 3 -称量镀锌铁皮质量电子天平的使用与稀硫酸反应除去锌镀层原电池原理、反应终点判断烘干称量铁皮质量电子天平的使用重复实验数据记录处理平均值法2实验注意事项(1)锌在酸中完全溶解后,产生氢气的速率由快迅速转慢,准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若判断过早则会使锌未完全溶解;若过迟会使铁部分溶解,都会增加实验误差。(2)为精确测量镀锌铁片反应前后的质量,应使用电子天平。因电子天平属精密
6、仪器,要小心使用防止损坏。(3)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。(4)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。点拨三、水果中维生素 C 含量的测定1基本原理(1)维生素 C:存在:不少蔬菜、水果中含有丰富的维生素 C。结构及性质:维生素 C 又称抗坏血酸,结构简式为,具有强还原性:在酸性溶液中,维生素 C 将 I2还原为 I,利用这一反应,可以测定果汁中维生素 C 的含量。(2)测定原理:用医用维生素
7、C 片配制一定浓度a mgL1的维生素 C 标准溶液。向一定体积的维生素标- 4 -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(V1)。在相同体积的果汁中,用淀粉溶液作指示剂,滴加相同浓度的碘水,记录溶液显蓝色且半分钟内不褪色时消耗碘水的体积(V2)。则水果中维生素 C 的含量为a。V2 V12实验记录与结论(1)配制维生素 C 标准溶液:将 5 片 100 mg 的维生素 C 药片投入盛有 50 mL 蒸馏水的烧杯中,用玻璃棒碾压加速溶解,再转移到 250 mL 容量瓶中,稀释至刻度。(2)准备果汁样品:取 50 mL 橙汁,过滤后备
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