1、課題二鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定課題二鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定【學考報告】【學考報告】知識條目知識條目加試要求加試要求電子天平的使用電子天平的使用鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度測定的原理（與酸或堿反應）和操作流程鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度測定的原理（與酸或堿反應）和操作流程實驗數據的處理和測定過程中產生誤差的原因分析實驗數據的處理和測定過程中產生誤差的原因分析abc一、知識預備一、知識預備1.鋅的電化學腐蝕鋅的電化學腐蝕活潑活潑鋅的化學性質比鐵鋅的化學性質比鐵_，如果鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞，將在潮濕空氣中發生電化，如果鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞，將在潮濕空氣中發生電化學腐蝕，殘留的鋅鍍層作為原電池的學腐蝕，殘留的鋅鍍層

2、作為原電池的_極，極，_先被腐蝕。將鍍鋅鐵皮放到酸中先被腐蝕。將鍍鋅鐵皮放到酸中時，發生原電池反應，鐵皮表面的鋅鍍層溶解，電極反應式如下：時，發生原電池反應，鐵皮表面的鋅鍍層溶解，電極反應式如下：負極：負極：_正極：正極：_待鋅在酸中完全溶解后，產生氫氣的速率顯著待鋅在酸中完全溶解后，產生氫氣的速率顯著_，可以借此判斷鋅鍍層是否反，可以借此判斷鋅鍍層是否反應完全。應完全。負負鋅鋅減慢減慢思考思考1：表面鍍鋅的鐵皮不易生銹，通稱鉛鐵、白鐵。鍍鋅鐵為什么不易生銹呢？表面鍍鋅的鐵皮不易生銹，通稱鉛鐵、白鐵。鍍鋅鐵為什么不易生銹呢？提示提示在鐵的表面起到保護層的作用。在鐵的表面起到保護層的作用。如果鍍

3、層破壞，還可以形成鋅鐵原電池，如果鍍層破壞，還可以形成鋅鐵原電池，鐵作正極，利用犧牲陽極的陰極保護法原理，鐵受到保護。鐵作正極，利用犧牲陽極的陰極保護法原理，鐵受到保護。2.鍍鋅層厚度的測定鍍鋅層厚度的測定稱量與稱量與6 molL1鹽酸反應前后鐵皮的質量（分別為鹽酸反應前后鐵皮的質量（分別為m1、m2），兩者之差就是鋅鍍），兩者之差就是鋅鍍層的質量（層的質量（m1m2），則鋅鍍層的總體積為），則鋅鍍層的總體積為_，式中，式中為鋅的密度，一般為鋅的密度，一般為為7.14 gcm3。若已知鋅鍍層單側面積為若已知鋅鍍層單側面積為S（可測），鋅鍍層單側厚度為（可測），鋅鍍層單側厚度為h，則，則_。由以

4、上兩式可得由以上兩式可得2hS，所以，所以_。V2hS二、課題方案設計二、課題方案設計1.取三塊鍍鋅鐵皮（取三塊鍍鋅鐵皮（A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮），分別量出它們的長度與寬度。，截自同一塊鍍鋅鐵皮），分別量出它們的長度與寬度。2.用用_分別稱量三塊鍍鋅鐵皮（分別稱量三塊鍍鋅鐵皮（A、B、C）的質量。）的質量。3.將鍍鋅鐵皮將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，加入放入燒杯中，加入40 mL 14稀硫酸。反應時用稀硫酸。反應時用_小心翻動鍍鋅小心翻動鍍鋅鐵皮，使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應。到反應速率突然鐵皮，使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應。到反應速率突然_時（產生氣泡的速率時（產生氣泡的速率變得極慢），立即將

5、未反應的鐵片取出，用自來水沖洗掉附著的酸液。變得極慢），立即將未反應的鐵片取出，用自來水沖洗掉附著的酸液。4.將鐵片放在將鐵片放在石棉網石棉網上，用酒精燈小火烘干，冷卻后用電子天平稱量。上，用酒精燈小火烘干，冷卻后用電子天平稱量。5.分別用鍍鋅鐵皮分別用鍍鋅鐵皮B、C重復進行實驗步驟重復進行實驗步驟3、4。6.根據實驗所得數據，求出鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。根據實驗所得數據，求出鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。電子天平電子天平玻璃棒玻璃棒減小減小思考思考2：為何將鐵片小火烘干而不能高溫烘干？為何將鐵片小火烘干而不能高溫烘干？提示提示因鐵在高溫時易被空氣中的氧氣氧化。若烘干時溫度過高，會有部分鐵轉化因鐵在高溫

6、時易被空氣中的氧氣氧化。若烘干時溫度過高，會有部分鐵轉化為氧化物而使鐵片質量增大，導致實驗結果偏小。為氧化物而使鐵片質量增大，導致實驗結果偏小。點撥一、鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定方案設計點撥一、鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定方案設計1.利用電化學腐蝕原理利用電化學腐蝕原理將一定長度、寬度和質量的鍍鋅鐵片放入將一定長度、寬度和質量的鍍鋅鐵片放入6 molL1的鹽酸中形成原電池，鋅被反應掉，的鹽酸中形成原電池，鋅被反應掉，通過觀察產生通過觀察產生H2的速率判斷鋅完全溶解，洗凈、烘干，用電子天平稱其質量，則反應的速率判斷鋅完全溶解，洗凈、烘干，用電子天平稱其質量，則反應前（前（m1）與反應后（）與反應后（m

7、2）鍍鋅鐵皮的質量差就是鋅鍍層的質量（）鍍鋅鐵皮的質量差就是鋅鍍層的質量（m1m2）。）。2.利用鋅與鐵的性質不同進行測量利用鋅與鐵的性質不同進行測量鋅與鋁類似，溶于強堿溶液中鋅與鋁類似，溶于強堿溶液中Zn2NaOH2H2O=Na2Zn（OH）4H2，而鐵，而鐵不與強堿反應，通過稱量反應前后鐵皮的質量，求出兩者的質量差，該質量差就是鋅不與強堿反應，通過稱量反應前后鐵皮的質量，求出兩者的質量差，該質量差就是鋅鍍層的質量。鍍層的質量。利用方案利用方案1或方案或方案2所求鋅鍍層的質量求鋅鍍層的厚度：所求鋅鍍層的質量求鋅鍍層的厚度：特別提示特別提示方案方案1、方案、方案2只是測鋅鍍層厚度的兩種方法，還

8、有幾種供師生參考：只是測鋅鍍層厚度的兩種方法，還有幾種供師生參考：方案方案3：氨水法：氨水法利用鋅溶于氨水而鐵不溶于氨水而設計。利用鋅溶于氨水而鐵不溶于氨水而設計。方案方案4：利用鋅的化合物的兩性：利用鋅的化合物的兩性求出求出m（Fe），再推算求出），再推算求出m（Zn）。）。點撥二、實驗測定的注意事項點撥二、實驗測定的注意事項1.測定步驟測定步驟2.實驗注意事項實驗注意事項（1）鋅在酸中完全溶解后，產生氫氣的速率由快迅速轉慢，準確判斷鋅完全反應是）鋅在酸中完全溶解后，產生氫氣的速率由快迅速轉慢，準確判斷鋅完全反應是本實驗最重要的一環。若判斷過早則會使鋅未完全溶解；若過遲會使鐵部分溶解，本實驗

9、最重要的一環。若判斷過早則會使鋅未完全溶解；若過遲會使鐵部分溶解，都會增加實驗誤差。都會增加實驗誤差。（2）為精確測量鍍鋅鐵片反應前后的質量，應使用電子天平。因電子天平屬精密儀）為精確測量鍍鋅鐵片反應前后的質量，應使用電子天平。因電子天平屬精密儀器，要小心使用防止損壞。器，要小心使用防止損壞。（3）電子天平要準確讀數：由于電子天平精密度高，稍有影響（比如對著它大聲說）電子天平要準確讀數：由于電子天平精密度高，稍有影響（比如對著它大聲說話）都有可能使它的讀數發生變化。所以要在不受外界影響的情況下，天平顯示數話）都有可能使它的讀數發生變化。所以要在不受外界影響的情況下，天平顯示數據穩定下來后再讀數

10、。據穩定下來后再讀數。（4）要及時記錄數據：數據對定量分析實驗是至關重要的。如果前面有任何一處數）要及時記錄數據：數據對定量分析實驗是至關重要的。如果前面有任何一處數據忘記記錄，都會使后續實驗喪失意義。據忘記記錄，都會使后續實驗喪失意義。點撥三、水果中維生素點撥三、水果中維生素C含量的測定含量的測定1.基本原理基本原理（1）維生素）維生素C：存在：不少蔬菜、水果中含有豐富的維生素存在：不少蔬菜、水果中含有豐富的維生素C。結構及性質：維生素結構及性質：維生素C又稱抗壞血酸，結構簡式為又稱抗壞血酸，結構簡式為 ，具有強還原性：，具有強還原性：在酸性溶液中，維生素在酸性溶液中，維生素C將將I2還原為

11、還原為I，利用這一反應，可以測定果汁中維生素，利用這一反應，可以測定果汁中維生素C的的含量。含量。（2）測定原理：）測定原理：用醫用維生素用醫用維生素C片配制一定濃度片配制一定濃度a mgL1的維生素的維生素C標準溶液。向一定體積的維生標準溶液。向一定體積的維生素標準溶液中滴加稀碘水，用淀粉溶液作指示劑，至加入碘水溶液呈藍色且半分鐘內素標準溶液中滴加稀碘水，用淀粉溶液作指示劑，至加入碘水溶液呈藍色且半分鐘內不褪色為止，記錄加入碘水的體積（不褪色為止，記錄加入碘水的體積（V1）。）。2.實驗記錄與結論實驗記錄與結論（1）配制維生素）配制維生素C標準溶液：將標準溶液：將5片片100 mg的維生素的

12、維生素C藥片投入盛有藥片投入盛有50 mL蒸餾水的蒸餾水的燒杯中，用玻璃棒攪拌加速溶解，再轉移到燒杯中，用玻璃棒攪拌加速溶解，再轉移到250 mL容量瓶中，稀釋至刻度線。容量瓶中，稀釋至刻度線。（2）準備果汁樣品：取）準備果汁樣品：取50 mL橙汁，過濾后備用。橙汁，過濾后備用。（3）維生素）維生素C片中維生素片中維生素C含量的測定：移取（含量的測定：移取（1）中所配溶液）中所配溶液20 mL于錐形瓶中，于錐形瓶中，加入加入1 mL 0.1 molL1鹽酸，再加鹽酸，再加12 mL淀粉溶液，用淀粉溶液，用0.010 molL1碘水溶液滴定，碘水溶液滴定，直到溶液顯藍色且半分鐘內不褪色。重復操作

13、兩次，記錄數據。直到溶液顯藍色且半分鐘內不褪色。重復操作兩次，記錄數據。（4）果汁中維生素）果汁中維生素C含量的測定：移取（含量的測定：移取（2）中所配溶液）中所配溶液20 mL于錐形瓶中，加入于錐形瓶中，加入1 mL 0.1 molL1鹽酸，再加鹽酸，再加12 mL淀粉溶液，用淀粉溶液，用0.010 molL1碘水溶液滴定，碘水溶液滴定，直到溶液顯藍色且半分鐘內不褪色。重復操作兩次，記錄數據。直到溶液顯藍色且半分鐘內不褪色。重復操作兩次，記錄數據。（5）實驗數據處理。）實驗數據處理。典例剖析典例剖析“白鐵皮白鐵皮”指鍍鋅的鐵皮，具有較強的耐腐蝕性，是生產中常用的金屬材料之一。指鍍鋅的鐵皮，具

14、有較強的耐腐蝕性，是生產中常用的金屬材料之一。鍍鋅層猶如鐵皮的保護層，這層膜的厚度及均勻度也成了判斷鍍層質量的重要指標。鍍鋅層猶如鐵皮的保護層，這層膜的厚度及均勻度也成了判斷鍍層質量的重要指標。某研究性學習小組為了測定鍍鋅鐵皮的厚度，設計了下面的實驗方案：某研究性學習小組為了測定鍍鋅鐵皮的厚度，設計了下面的實驗方案：方案一：取三塊鍍鋅鐵皮（方案一：取三塊鍍鋅鐵皮（A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮），將鍍鋅鐵皮，截自同一塊鍍鋅鐵皮），將鍍鋅鐵皮A放入放入燒杯中，加入燒杯中，加入40 mL 6 molL1鹽酸，反應時用玻璃棒小心翻動鍍鋅鐵皮，待鋅鍍層鹽酸，反應時用玻璃棒小心翻動鍍鋅鐵皮，待鋅鍍層反應

15、完全時，立即將未反應的鐵皮取出，洗滌、小心烘干、稱量。將反應完全時，立即將未反應的鐵皮取出，洗滌、小心烘干、稱量。將B、C重復上面重復上面的實驗。的實驗。（1）鋅鍍層完全反應的標志是）鋅鍍層完全反應的標志是_。（2）如何檢驗鐵片已經洗凈？）如何檢驗鐵片已經洗凈？_。（3）該小組的實驗數據記錄及數據處理如下，完成下列表格。（鋅的密度為）該小組的實驗數據記錄及數據處理如下，完成下列表格。（鋅的密度為7.14 g/cm3） 數據記錄數據記錄數據處理數據處理鍍鋅鍍鋅鐵皮鐵皮長度長度/cm寬度寬度/cm鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮質量質量/g鐵皮質量鐵皮質量/g鋅鍍層厚度鋅鍍層厚度（單側）（單側）/cm鋅鍍層平均厚

16、鋅鍍層平均厚度（單側）度（單側）/cmA5.004.904.4604.3134.201104B5.105.004.4214.2674.229104C5.205.004.6404.4674.660104本實驗中產生誤差的地方可能有哪些？（任意列舉兩種）本實驗中產生誤差的地方可能有哪些？（任意列舉兩種）_、_。方案二：已知鋅與強堿溶液反應的離子方程式為方案二：已知鋅與強堿溶液反應的離子方程式為Zn2OH2H2O=Zn（OH）42H2。某同學按下圖裝置設計了測定鍍鋅鐵皮鍍層厚度的實驗方案，將單側面積為。某同學按下圖裝置設計了測定鍍鋅鐵皮鍍層厚度的實驗方案，將單側面積為S cm2、質量為、質量為m g

17、的鍍鋅鐵皮放入的鍍鋅鐵皮放入6 molL1 NaOH溶液中。回答下列問題。溶液中。回答下列問題。（4）裝置中導管）裝置中導管a的作用是的作用是_。（5）檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進行的操作還）檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進行的操作還有：有：記錄記錄C的液面位置；的液面位置；待待B中不再有氣體產生并恢復至室溫；中不再有氣體產生并恢復至室溫；由由A向向B中中滴加足量滴加足量NaOH溶液；溶液；上下移動上下移動C，使干燥管和，使干燥管和C中液面相平。上述操作的順序中液面相平。上述操作的順序是是（填序號）。（填序號）。（6）實驗前后堿式滴定管中液面讀數

18、分別為）實驗前后堿式滴定管中液面讀數分別為V1 mL、V2 mL（實驗條件下的氣體（實驗條件下的氣體摩爾體積為摩爾體積為Vm Lmol1）。則鍍鋅鐵皮的厚度為）。則鍍鋅鐵皮的厚度為cm。（寫出數學表達式）。（寫出數學表達式）解析解析本題考查化學實驗的設計、分析與評價。本題考查化學實驗的設計、分析與評價。（1）當鋅鍍層完全反應后就是鐵與鹽酸反應，前后反應速率不同，產生氣泡的速率）當鋅鍍層完全反應后就是鐵與鹽酸反應，前后反應速率不同，產生氣泡的速率明顯變化。明顯變化。 （2）從溶液中取出的鐵片必然帶有鹽酸及其鹽，當洗凈時也就是不再含有鹽酸及其）從溶液中取出的鐵片必然帶有鹽酸及其鹽，當洗凈時也就是不

19、再含有鹽酸及其鹽，所以檢驗鐵片是否洗凈就是檢驗氯離子，也可檢驗其酸性。鹽，所以檢驗鐵片是否洗凈就是檢驗氯離子，也可檢驗其酸性。（3）由三組所列鋅鍍層厚度數據來看，第三組數據與另兩組有較大差距，應舍去，）由三組所列鋅鍍層厚度數據來看，第三組數據與另兩組有較大差距，應舍去，前兩組數據取平均值得前兩組數據取平均值得4.215104 cm；本實驗中產生誤差的地方可能有：長度和寬；本實驗中產生誤差的地方可能有：長度和寬度的測量，質量的稱量，恰好反應的判斷，反應后鐵皮的洗滌是否干凈、烘干是否度的測量，質量的稱量，恰好反應的判斷，反應后鐵皮的洗滌是否干凈、烘干是否徹底等。徹底等。（4）隨著分液漏斗內的液體不

20、斷流下，其內部壓強變小，不利于液體流下，故）隨著分液漏斗內的液體不斷流下，其內部壓強變小，不利于液體流下，故a起起到平衡氣壓，保證到平衡氣壓，保證NaOH溶液能順利滴下的作用。溶液能順利滴下的作用。（5）本實驗的關鍵是測量氣體的體積。根據此裝置的原理，應兩次記錄）本實驗的關鍵是測量氣體的體積。根據此裝置的原理，應兩次記錄C中的讀數，中的讀數，取其差值就是所得氣體的體積，所以正確的操作順序應為取其差值就是所得氣體的體積，所以正確的操作順序應為。答案答案（1）產生氣泡的速率突然減小）產生氣泡的速率突然減小（2）取最后一次洗滌液，加入）取最后一次洗滌液，加入AgNO3溶液，若無白色沉淀生成，則鐵片已

21、洗凈（或溶液，若無白色沉淀生成，則鐵片已洗凈（或用玻璃棒蘸取最后一次洗滌液，滴在藍色石蕊試紙上，若不變紅色，則鐵片已洗凈）用玻璃棒蘸取最后一次洗滌液，滴在藍色石蕊試紙上，若不變紅色，則鐵片已洗凈）（3）4.215104鍍鋅鐵皮長、寬測量；反應前后鐵皮質量稱量；終點判斷；反應鍍鋅鐵皮長、寬測量；反應前后鐵皮質量稱量；終點判斷；反應后鐵皮洗滌；鐵皮烘干程度（任選兩個作答即可）后鐵皮洗滌；鐵皮烘干程度（任選兩個作答即可）（4）使分液漏斗和錐形瓶內氣壓相同，以便于）使分液漏斗和錐形瓶內氣壓相同，以便于NaOH溶液能順利滴下溶液能順利滴下（5）跟蹤訓練跟蹤訓練某同學為探究不同水果中維生素某同學為探究不同

22、水果中維生素C的含量，根據維生素的含量，根據維生素C的水溶液能夠使高錳酸鉀的水溶液能夠使高錳酸鉀溶液褪色的原理，自己設計了如下實驗：溶液褪色的原理，自己設計了如下實驗：用榨汁機分別榨出水果甲和水果乙的汁液用榨汁機分別榨出水果甲和水果乙的汁液A和汁液和汁液B；將兩種新鮮的汁液分別倒入兩個潔凈、干燥的小燒杯中；將兩種新鮮的汁液分別倒入兩個潔凈、干燥的小燒杯中；取取2支潔凈、干燥的小試管，分別注入汁液支潔凈、干燥的小試管，分別注入汁液A和汁液和汁液B各各1毫升；毫升；取取2支滴管，分別吸取較濃的高錳酸鉀溶液逐滴地滴入支滴管，分別吸取較濃的高錳酸鉀溶液逐滴地滴入2支小試管中，邊滴、邊振支小試管中，邊滴

23、、邊振蕩、邊觀察，直至高錳酸鉀溶液的顏色不能褪去時為止，記錄此時所用高錳酸鉀溶蕩、邊觀察，直至高錳酸鉀溶液的顏色不能褪去時為止，記錄此時所用高錳酸鉀溶液的滴數。液的滴數。請分析作答：請分析作答：（1）不同滴管的一滴試劑的體積是不同的，因此實驗步驟）不同滴管的一滴試劑的體積是不同的，因此實驗步驟有可能增大實有可能增大實驗誤差，為了便于準確地比較，應當驗誤差，為了便于準確地比較，應當_。（2）按修正后的實驗步驟操作，如果滴入汁液）按修正后的實驗步驟操作，如果滴入汁液A中的高錳酸鉀溶液滴數比滴入汁液中的高錳酸鉀溶液滴數比滴入汁液B中的多，則水果甲中維生素中的多，則水果甲中維生素C的含量比水果乙中的的含量比水果乙中的_。 （3）修正后的實驗方案