上海高考新增實驗-鐵皮鍍鋅厚度測定PPT

1、12 有些盛放食品的鐵罐是用有些盛放食品的鐵罐是用“馬口鐵馬口鐵”( (鍍錫鐵皮鍍錫鐵皮) )制的制的, ,當當“馬口鐵馬口鐵”鐵罐被腐蝕時，銹斑呈點狀分布，銹孔容易鐵罐被腐蝕時，銹斑呈點狀分布，銹孔容易穿透鐵罐；穿透鐵罐； 屋檐的水槽、澆花用的水壺和水桶等器具一般是用屋檐的水槽、澆花用的水壺和水桶等器具一般是用白白鐵皮鐵皮( (鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮) )制成的制成的, ,而白鐵皮水槽被腐蝕時，銹斑容而白鐵皮水槽被腐蝕時，銹斑容易在表面上擴展開來，鍍鋅層先被腐蝕而內(nèi)部的鐵卻不易易在表面上擴展開來，鍍鋅層先被腐蝕而內(nèi)部的鐵卻不易被銹蝕。被銹蝕。你知道造成這種現(xiàn)象的原因嗎你知道造成這種現(xiàn)象的原因嗎?3

2、鍍鋅鐵皮的腐蝕（白鐵皮）鍍鋅鐵皮的腐蝕（白鐵皮）Zn 2e Zn2+2H 2e H2 析氫腐蝕析氫腐蝕2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蝕吸氧腐蝕鍍錫鐵皮的腐蝕（馬口鐵）鍍錫鐵皮的腐蝕（馬口鐵）Fe 2e Fe2+2H 2e H2 析氫腐蝕析氫腐蝕2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蝕吸氧腐蝕負極：負極：正極：正極：負極：負極：正極：正極：4 鋅比鐵活潑，如果遇到銹蝕，鋅不斷放出電子，鋅比鐵活潑，如果遇到銹蝕，鋅不斷放出電子，成為離子，自己爛穿了，卻保護了鐵皮不受腐蝕。成為離子，自己爛穿了，卻保護了鐵皮不受腐蝕。一直到鋅全部腐蝕完了，鐵才受到威脅。用鍍鋅的一直到鋅全部腐蝕完了，鐵才受到威脅。

3、用鍍鋅的辦法保護內(nèi)部的鐵，效果挺好。在輪船的外殼上，辦法保護內(nèi)部的鐵，效果挺好。在輪船的外殼上，鉚上一塊鋅板，可以保護船體。鋅板爛得差不多了，鉚上一塊鋅板，可以保護船體。鋅板爛得差不多了，再換上一塊新的。再換上一塊新的。 5檢索咨詢檢索咨詢犧牲陽極的陰極保護犧牲陽極的陰極保護 在被保護的金屬器件上在被保護的金屬器件上 附著一附著一種更易失去電子的金屬或合金的方法，種更易失去電子的金屬或合金的方法，稱為稱為“犧牲陽極的陰極保護犧牲陽極的陰極保護”。這種。這種方法方法 可以應用于防止水下的船殼、可以應用于防止水下的船殼、 鋼鐵設備和地下管道的腐蝕。鋼鐵設備和地下管道的腐蝕。6電鍍產(chǎn)品7電鍍原理陽極

4、：陽極：鍍層金屬（銅片）陰極：陰極：鍍件（鑰匙）電解質(zhì)溶液：電解質(zhì)溶液：含有鍍層金屬離子的溶液電極反應：電極反應：陽極：陽極：Cu Cu 2e2e Cu Cu 2+2+陰極：陰極：Cu Cu 2+2+ +2e +2e Cu Cu 電解過程中，電解液中的電解過程中，電解液中的陽離子濃度陽離子濃度近似認近似認為不變！為不變！8 通過適當?shù)耐緩脚c方法，測定出鍍鋅鐵皮中通過適當?shù)耐緩脚c方法，測定出鍍鋅鐵皮中鋅的質(zhì)量（鋅的質(zhì)量（m mZnZn) )，然后根據(jù)，然后根據(jù)m mZnZnhshs2 2, ,計算計算求得鍍鋅層的厚度求得鍍鋅層的厚度h h鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定原理鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定原理如

5、何測定鍍鋅層厚度和鍍鋅量？如何測定鍍鋅層厚度和鍍鋅量？9方案方案1.1.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液中，使其完全溶解，通過測量氫氣的體積，計算鐵皮中，使其完全溶解，通過測量氫氣的體積，計算鐵皮上的鋅的質(zhì)量。上的鋅的質(zhì)量。（1 1）下列裝置中不能用于測量氣體體積的裝置是）下列裝置中不能用于測量氣體體積的裝置是 E 反應所需時間反應所需時間太長；太長； 測量氫氣體積測量氫氣體積易產(chǎn)生誤差易產(chǎn)生誤差10方案方案2.2.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮（將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮（W1）投入到足量的）投入到足量的FeSO4溶液中，一段時間后，取出鐵片，洗凈、烘干、溶液

6、中，一段時間后，取出鐵片，洗凈、烘干、稱量（稱量（W2），計算鐵皮上的鋅的質(zhì)量。），計算鐵皮上的鋅的質(zhì)量。Zn FeSO4 ZnSO4 Fe W 56 965W W1W2 鋅與鐵的活動鋅與鐵的活動性差異不大，反性差異不大，反應幾乎難以進行。應幾乎難以進行。11方案方案3.3.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液中，將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液中，使其完全溶解，再在所得溶液中加入過量的使其完全溶解，再在所得溶液中加入過量的NaOH溶液，溶液，過濾、洗滌、烘干、灼燒沉淀，最后稱量。過濾、洗滌、烘干、灼燒沉淀，最后稱量。Zn Zn 2HCl 2HCl ZnCl ZnCl2 2 H H

7、2 2Fe Fe 2HCl 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 沉淀的獲沉淀的獲取和稱量較取和稱量較為困難，精為困難，精度不高。度不高。1

8、2方案方案4.4.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的NaOH溶液溶液中，充分反應后，取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。中，充分反應后，取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。Zn Zn 2NaOH 2NaOH Na Na2 2ZnOZnO2 2 H H2 2 操作簡單，但操作簡單，但反應速率過慢，反應速率過慢，時間較長。時間較長。13方案方案5.5.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮與另一純鐵片用導線連接，將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮與另一純鐵片用導線連接，放入放入FeSO4溶液中，一段時間后，取出鐵片，洗滌、烘溶液中，一段時間后，取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。干后稱量。FeFeZnFeSO4溶溶液液負極

9、：負極：Zn 2e Zn2+正極：正極：2H+ 2e H2 設計較為合設計較為合理。理。14方案方案6.6.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮與石墨用導線連接，放入將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮與石墨用導線連接，放入NaOH溶液中，一段時間后（當石墨表面無氣泡析出溶液中，一段時間后（當石墨表面無氣泡析出時），取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。時），取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。石墨石墨FeZnNaOH溶溶液液負極：負極：Zn 2e Zn2+正極：正極：2H2O 2e H22OH 設計合理。設計合理。15 本實驗利用鍍鋅鐵皮被腐蝕前后的質(zhì)量本實驗利用鍍鋅鐵皮被腐蝕前后的質(zhì)量差差(m)以及鋅的密度以及鋅的密度()和鍍鋅鐵皮單側的

10、和鍍鋅鐵皮單側的面積面積(S)并結合公式并結合公式 h =m/(2S)來測定鍍來測定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。教材實驗教材實驗原理分析原理分析負極：負極：Zn 2e Zn2+正極：正極：2H+ 2e H2 開始：開始：產(chǎn)生氫氣速率較快（原電池原理）產(chǎn)生氫氣速率較快（原電池原理）后期：后期：產(chǎn)生氫氣速率顯著減慢（原電池消失）產(chǎn)生氫氣速率顯著減慢（原電池消失）16實驗原理實驗原理m：用用_測量反應前后的質(zhì)量測量反應前后的質(zhì)量 用用_來溶解鐵皮表面的鋅鍍層來溶解鐵皮表面的鋅鍍層電子天平電子天平(0.001g)6 mol/LHClmZn2Sh h m2S17鍍鋅鐵片在鍍鋅鐵片在HCl中

11、產(chǎn)生中產(chǎn)生H2的速率由快迅速轉慢的速率由快迅速轉慢實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象操作要點操作要點1、鍍鋅鐵片反應前后質(zhì)量的精確測量與讀數(shù)。、鍍鋅鐵片反應前后質(zhì)量的精確測量與讀數(shù)。2、鋅在酸中完全溶解后，、鋅在酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣顯著變慢產(chǎn)生氫氣顯著變慢，準，準確判斷鋅完全反應是本實驗確判斷鋅完全反應是本實驗最重要的一環(huán)最重要的一環(huán)。3、數(shù)據(jù)的準確記錄與處理及誤差分析。、數(shù)據(jù)的準確記錄與處理及誤差分析。181、電子天平要小心使用：因電子天平屬精密儀器、電子天平要小心使用：因電子天平屬精密儀器.2、電子天平要準確讀數(shù)：由于電子天平精密度高，稍、電子天平要準確讀數(shù)：由于電子天平精密度高，稍有影響都有可能使它的

12、讀數(shù)發(fā)生變化。所以要等在不有影響都有可能使它的讀數(shù)發(fā)生變化。所以要等在不受外界影響的情況下，天平顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定下來后再讀受外界影響的情況下，天平顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定下來后再讀數(shù)。數(shù)。3、要及時記錄數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)對定量分析實驗是至關重要、要及時記錄數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)對定量分析實驗是至關重要的。如果前面有任何一處數(shù)據(jù)忘記記錄，都會使后續(xù)的。如果前面有任何一處數(shù)據(jù)忘記記錄，都會使后續(xù)實驗喪失意義。實驗喪失意義。注意事項注意事項19一些思考一些思考另外一種測量其厚度的方法：另外一種測量其厚度的方法： 方法是用螺旋測微器直接測量鐵片反應前后的厚度，方法是用螺旋測微器直接測量鐵片反應前后的厚度，則則厚度差的厚度差的1/2即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度 (h)。具體。具體比較見下表。比較見下表。用螺旋測微器測鐵片的厚度用螺旋測微器測鐵片的厚度20數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)記記錄錄鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮質(zhì)量質(zhì)量(g)面積面積(mm2)厚度厚度*(mm)反應前反應前7.1601708.50.555反應后反應后6.650O.509O.509數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理鋅鍍層鋅鍍層厚度厚度(mm)依據(jù)