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课件苏教版选修.ppt

单击此处编辑母版标题样式,自主学习,名师点拨,课题二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,a,b,c,一、知识预备,1,.,锌的电化学腐蚀,锌的化学性质比铁,_,，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,_,极，,_,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：,_,正极：,_,待锌在酸中完全溶解后，产生氢气的速率显著,_,，可以借此判断锌镀层是否反应完全。,活泼,负,锌,Zn,2e,=Zn,2,2H,2e,=H,2,减慢,思考,1,：,表面镀锌的铁皮不易生锈，通称铅铁、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。,V,2,hS,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,_,分别称量三块镀锌铁皮,(A,、,B,、,C),的质量。,3.,将镀锌铁皮,A,放入烧杯中，加入,40 mL 1,4,稀硫酸。反应时用,_,小心翻动镀锌铁皮，使铁皮两边锌镀层都充分反应。到反应速率突然,_,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。,电子天平,玻璃棒,减小,4.,将铁片放在,_,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。,石棉网,点拨一、镀锌铁皮锌镀层厚度的测定方案设计,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 molL,1,的盐酸中形成原电池，锌被反应掉，通过观察产生,H,2,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,(,m,1,),与反应后,(,m,2,),镀锌铁皮的质量差就是锌镀层的质量,(,m,1,m,2,),。,特别提示,方案,1,、方案,2,只是测锌镀层厚度的两种方法，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),。,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,I,2,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,.,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，过滤后备用。,(3),维生素,C,片中维生素,C,含量的测定：移取,中所配溶液,20 mL,于锥形瓶中，加入,1 mL 0.1 molL,1,盐酸，再加,1,2 mL,淀粉溶液，用,0.010 molL,1,碘水溶液滴定，直到溶液显蓝色且半分钟内不褪色。重复操作两次，记录数据。,(4),果汁中维生素,C,含量的测定：移取,中所配溶液,20 mL,于锥形瓶中，加入,1 mL 0.1 molL,1,盐酸，再加,1,2 mL,淀粉溶液，用,0.010 molL,1,碘水溶液滴定，直到溶液显蓝色且半分钟内不褪色。重复操作两次，记录数据。,(5),实验数据处理。,典例剖析,“,白铁皮,”,指镀锌的铁皮，具有较强的耐腐蚀性，是生产中常用的金属材料之一。镀锌层犹如铁皮的保护层，这层膜的厚度及均匀度也成了判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮的厚度，设计了下面的实验方案：,方案一：取三块镀锌铁皮,(A,、,B,、,C,，截自同一块镀锌铁皮,),，将镀锌铁皮,A,放入烧杯中，加入,40 mL 6 molL,1,盐酸，反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮，待锌镀层反应完全时，立即将未反应的铁皮取出，洗涤、小心烘干、称量。将,B,、,C,重复上面的实验。,(1),锌镀层完全反应的标志是,_,。,(2),如何检验铁片已经洗净？,_,。,(3),该小组的实验数据记录及数据处理如下，完成下列表格。,(,锌的密度为,7.14 g/cm,3,),数据记录,数据处理,镀锌,铁皮,长度,/cm,宽度,/cm,镀锌铁皮,质量,/g,铁皮,质量,/g,锌镀层厚度,(,单侧,)/cm,锌镀层平均厚度,(,单侧,)/cm,A,5.00,4.90,4.460,4.313,4.201,10,4,B,5.10,5.00,4.421,4.267,4.229,10,4,C,5.20,5.00,4.640,4.467,4.660,10,4,本实验中产生误差的地方可能有哪些？,(,任意列举两种,),_,、,_,。,方案二：已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为,Zn,2OH,2H,2,O=Zn(OH),4,2,H,2,。某同学按下图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案，将单侧面积为,S,cm,2,、质量为,m,g,的镀锌铁皮放入,6 molL,1,NaOH,溶液中。回答下列问题。,(4),装置中导管,a,的作用是,_,_,。,(5),检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：,记录,C,的液面位置；,待,B,中不再有气体产生并恢复至室温；,由,A,向,B,中滴加足量,NaOH,溶液；,上下移动,C,，使干燥管和,C,中液面相平。上述操作的顺序是,_(,填序号,),。,(6),实验前后碱式滴定管中液面读数分别为,V,1,mL,、,V,2,mL(,实验条件下的气体摩尔体积为,V,m,Lmol,1,),。则镀锌铁皮的厚度为,_cm,。,(,写出数学表达式,),解析,本题考查化学实验的设计、分析与评价。,(1),当锌镀层完全反应后就是铁与盐酸反应，前后反应速率不同，产生气泡的速率明显变化。,(2),从溶液中取出的铁片必然带有盐酸及其盐，当洗净时也就是不再含有盐酸及其盐，所以检验铁片是否洗净就是检验氯离子，也可检验其酸性。,(3),由三组所列锌镀层厚度数据来看，第三组数据与另两组有较大差距，应舍去，前两组数据取平均值得,4.215,10,4,cm,；本实验中产生误差的地方可能有：长度和宽度的测量，质量的称量，恰好反应的判断，反应后铁皮的洗涤是否干净、烘干是否彻底等。,跟踪训练,某同学为探究不同水果中维生素,C,的含量，根据维生素,C,的水溶液能够使高锰酸钾溶液褪色的原理，自己设计了如下实验：,用榨汁机分别榨出水果甲和水果乙的汁液,A,和汁液,B,；,将两种新鲜的汁液分别倒入两个洁净、干燥的小烧杯中；,取,2,支洁净、干燥的小试管，分别注入汁液,A,和汁液,B,各,1,毫升；,取,2,支滴管，分别吸取较浓的高锰酸钾溶液逐滴地滴入,2,支小试管中，边滴、边振荡、边观察，直至高锰酸钾溶液的颜色不能褪去时为止，记录此时所用高锰酸钾溶液的滴数。,请分析作答：,(1),不同滴管的一滴试剂的体积是不同的，因此实验步骤,_,有可能增大实验误差，为了便于准确地比较，应当,_,。,(2),按修正后的实验步骤操作，如果滴入汁液,A,中的高锰酸钾溶液滴数比滴入汁液,B,中的多，则水果甲中维生素,C,的含量比水果乙中的,_,。,(3),修正后的实验方案与课本上的相比，创新之处是,_,_,。,(4),写出一种维生素,C,含量较高的水果或蔬菜：,_,。,解析,(1),本实验是通过滴入高锰酸钾的滴数来确定维生素,C,含量的高低，所以要求每一滴的量要相等，不然就没有可比性了，因此,是不准确的，不能选择不同的滴管，有可能会增加实验误差，应该使用同一支滴管来做实验。,(2),高锰酸钾溶液的颜色是紫色，维生素,C,可以使高锰酸钾溶液褪色，在试管中加入等量的水果汁，再滴加高锰酸钾溶液，滴入得越少，说明水果汁中含的维生素,C,越低，反之越高。,(3),课本上是先向试管中加入等量的高锰酸钾溶液，再加水果汁。改进以后，先加等量的水果汁，再向其中滴高锰酸钾溶液，使操作更简便。,(4),维生素,C,含量较高的水果或蔬菜有猕猴桃，其次是橙子、橘子，还有黄瓜、西红柿等。,答案,(1),使用同一,(,支,),滴管吸取高锰酸钾,(2),多,(3),先加等量的水果汁，再向其中滴高锰酸钾溶液,(,使操作更简便,),(4),猕猴桃,(,其他合理答案均可,),