海盐高级中学 沈柳清 《镀锌铁皮锌镀层厚度的测定》.ppt

镀锌铁皮锌镀层厚度的测定镀锌铁皮锌镀层厚度的测定海盐高级中学海盐高级中学 沈柳清沈柳清【信息信息】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)制成的。制成的。屋檐、浇花用的水桶等铁器则是用屋檐、浇花用的水桶等铁器则是用 白铁皮白铁皮(镀锌铁皮镀锌铁皮)制成的制成的盛放食品的盛放食品的铁罐铁罐浇花用的铁浇花用的铁质水桶质水桶【问题问题1】请用电极方程式，进一步请用电极方程式，进一步阐明上述现象的发生？阐明上述现象的发生？负极：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：2H2O O2 4e 4OH镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）负极：负极：Fe 2e Fe2+正极：正极：2H2O O2 4e 4OH镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）镀锌铁皮镀锌层厚度的测定镀锌铁皮镀锌层厚度的测定探讨探讨1：如何测定如何测定实验化学实验化学书本中书本中一页纸的厚度？一页纸的厚度？用螺旋测微仪测纸片的用螺旋测微仪测纸片的厚度厚度方法方法1方法方法2用直尺测用直尺测100页纸厚度，页纸厚度，转化为一页转化为一页【活动活动1】请按方法请按方法2，测量测量实验化实验化学学一页纸的厚度？一页纸的厚度？【数据展示数据展示】简要处理后一页纸的厚度简要处理后一页纸的厚度约为约为 mm0.6前提：假设每页纸的厚度一样前提：假设每页纸的厚度一样方法方法3：从直接：从直接测测量角度，量角度，请请看信息看信息2，能否，能否从从质质量角度量角度间间接求得一接求得一页纸页纸的厚度的厚度信息信息2：已知一页纸的质量为：已知一页纸的质量为mg，密度为密度为g/cm3，长长acm，宽宽bcm h=m/(ab)=m/(S)m=ab hh=(m1-m2)/2S 【思思考考1 1】受受此此启启发发，借借助助课课本本，思思考考镀镀锌层的厚度锌层的厚度h测定的计算公式？测定的计算公式？h=(m1-m2)/2S 【思思考考2】公公式式中中是是否否需需要要除除以以2？除除以以2 代表的是什么代表的是什么?FeZnZnSO4熔融熔融【思考思考2】除以除以2表达的内容表达的内容锌镀层厚度锌镀层厚度(h)测定测定（双面测单侧）（双面测单侧）h（双面（双面单侧单侧）=(m1-m2)/2S 【问问题题2 2】回回归归公公式式，请请进进一一步步阐阐明明公式中各字母的含义？公式中各字母的含义？【问问题题3 3】和和S两两个个物物理理量量如如何何求求得得？三、公式关键及处理三、公式关键及处理.如何准确测定如何准确测定m1、m2.如何准确判断如何准确判断Zn完全溶解完全溶解h（双面（双面单侧单侧）=(m1-m2)/2S请思考请思考2个问题？个问题？电子天平电子天平.如何准确如何准确测测定定m1、m2托盘天平托盘天平.判断现象判断现象 待锌在酸中完全溶解后，产生待锌在酸中完全溶解后，产生H2的速率显著变慢的速率显著变慢如何准确判断如何准确判断ZnZn完全溶解完全溶解.判断原理判断原理FeZnH2SO4溶液溶液H2SO4溶液溶液Fe【问题问题4】有了有了计计算公式与判断依据算公式与判断依据，请继续请继续借力借力书书本，用本，用简单话语简单话语表述表述实验实验步步骤骤？取取 样样 溶解溶解洗涤、烘干洗涤、烘干 、冷却、冷却 称量称量 记录记录m2数据处理数据处理取三块镀锌铁皮取三块镀锌铁皮（A、B、C）分别量出它们的长度和宽度，用电子天平称量初分别量出它们的长度和宽度，用电子天平称量初始质量记录始质量记录m1用镊子将镀锌铁皮放入到用镊子将镀锌铁皮放入到40mL1：4的稀硫酸烧杯中。的稀硫酸烧杯中。小心翻动镀锌铁皮，到反应速率突然减小时，立即小心翻动镀锌铁皮，到反应速率突然减小时，立即取出。取出。用水冲洗铁片，放在石棉网上小火烘干，冷却后用用水冲洗铁片，放在石棉网上小火烘干，冷却后用电子天平称量记录电子天平称量记录m2实验步骤实验步骤【实验提示实验提示1】用镊子将镀锌铁皮放入到用镊子将镀锌铁皮放入到40mL1：4的稀硫酸的烧杯中。小心翻动镀锌铁皮，到反应速硫酸的烧杯中。小心翻动镀锌铁皮，到反应速率突然减小时，立即取出。率突然减小时，立即取出。称量，记称量，记录长宽录长宽m1完成了溶解操作，完成了溶解操作，请对请对下列数据下列数据进进行行处处理，感受理，感受镀锌铁镀锌铁片中片中镀锌层镀锌层的厚度？的厚度？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)反反应应前前7.1601708.5反反应应后后6.650数数据据处处理理锌镀层锌镀层厚度厚度(mm)数据处理数据处理(信息：信息：锌锌的密度的密度=7.14g/cm3)同一同一镀锌铁镀锌铁皮，另一皮，另一组测组测定定锌镀层锌镀层厚度，厚度，并并不等于不等于0.02100mm思考思考3：上述步骤中，哪些因素可能上述步骤中，哪些因素可能产生误差？产生误差？四、镀锌层完全溶解的四、镀锌层完全溶解的 判断方案优化判断方案优化【问题问题5】结合以下试剂，借力信息检索，思结合以下试剂，借力信息检索，思考优化方案及原因？考优化方案及原因？试剂：试剂：1mol.L-1NaOH、6mol.L-1NaOH、3mol.L-1HNO3、酒精灯、镀锌铁皮、酒精灯、镀锌铁皮 铜片、铁块、石墨棒、铜片、铁块、石墨棒、FeSO4溶液溶液方案方案2.2.碱溶法碱溶法原理：原理：优点：优点：缺点：反应速率过慢，等待时间较长缺点：反应速率过慢，等待时间较长【实验提示实验提示2】用镊子将镀锌铁皮放入到盛有用镊子将镀锌铁皮放入到盛有1/3试试管管氢氧化钠的试管中，当镀锌铁片表面不再出现气体氢氧化钠的试管中，当镀锌铁片表面不再出现气体时，取出。时，取出。Zn 2NaOH Na2ZnO2 H2操作简单，镀锌铁皮中锌与操作简单，镀锌铁皮中锌与NaOH发生发生反应，而铁不具有此性质反应，而铁不具有此性质【方案方案2 2优化优化】如何进一步加快反应速如何进一步加快反应速率？率？NaOH溶液溶液镀锌镀锌铁皮铁皮Cu【结论结论】碱溶法，碱溶法，构成原电池的方案，构成原电池的方案，在判断锌完全溶解在判断锌完全溶解上优于酸溶法上优于酸溶法试剂：试剂：1mol.L-1NaOH、6mol.L-1NaOH、3mol.L-1HNO3、酒精灯、镀锌铁皮、酒精灯、镀锌铁皮 铜片、铁块、石墨棒、铜片、铁块、石墨棒、FeSO4溶液溶液【方案优化方案优化3 3】差量法差量法 65 56 m=9g m=(m前前-m后后)g mZn 65 9mZnm前前-m后后原理：原理：Zn Fe2+Zn2+Fe【查阅查阅文献文献】锌锌表面形成一表面形成一层层致密的碱式碳酸致密的碱式碳酸锌锌膜，膜，阻碍了反阻碍了反应应的的进进行。行。优优点：操作点：操作简单简单，所需，所需仪仪器方便取用器方便取用【方案优化方案优化3 3】差量法差量法原理：原理：Zn Fe2+Zn2+Fe缺点：缺点：希望大家在今后的化学学习中，养成理希望大家在今后的化学学习中，养成理论联系实际，不断质疑，不断前行的化论联系实际，不断质疑，不断前行的化学探究精神！学探究精神！本课到此结束，谢谢大家！本课到此结束，谢谢大家！