上海高考新增实验 铁皮镀锌厚度测定教学文稿.ppt

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1、上海高考新增实验 铁皮镀锌厚度测定 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

2、因吗?电镀产品电镀原理阳极：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！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的质质量量（m mZnZn)，然然后后根根据据m mZnZnhshs22,计计算算求求得镀锌层的厚度得镀锌层的厚度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

3、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？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、溶液中，一段

4、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。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 H2 2Fe Fe 2HC

5、l 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。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

6、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。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：负极：Zn2eZn2+正极：正极：2H+2eH2 设计较为

7、合设计较为合理。理。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时）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。，取出铁片，洗涤、烘干后称量。石墨石墨FeZnNaOH溶溶液液负极：负极：Zn2eZn2+正极：正极：2H2O2eH22OH 设计合理。设计合理。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

8、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极：负极：Zn2eZn2+正极：正极：2H+2eH2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）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)6mol/LHClmZn2Sh h m2S镀锌铁片在镀锌铁片在HCl中产生中产生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

9、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。1、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

10、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

11、测铁片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)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)h=(7.1606.650)(27.141031708.5)=0.021mm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即即为为镀锌铁镀锌铁皮的皮的锌镀锌镀层层厚度厚度(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)的平均值的平均值结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！21