【化學】62《鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定》課件1蘇教版

1、鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定10/13/20221鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定10/10/20221 有些盛放食品的鐵罐是用“馬口鐵”(鍍錫鐵皮)制的,當“馬口鐵”鐵罐被腐蝕時，銹斑呈點狀分布，銹孔容易穿透鐵罐； 屋檐的水槽、澆花用的水壺和水桶等器具一般是用白鐵皮(鍍鋅鐵皮)制成的,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)部的鐵卻不易被銹蝕。你知道造成這種現(xiàn)象的原因嗎?10/13/20222 有些盛放食品的鐵罐是用“馬口鐵”(鍍錫鐵皮)制的,當“鍍鋅鐵皮的腐蝕（白鐵皮）負極：Zn 2e Zn2+正極：2H 2e H2 析氫腐蝕 2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蝕鍍錫鐵皮的

2、腐蝕（馬口鐵）負極：Fe 2e Fe2+正極：2H 2e H2 析氫腐蝕 2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蝕10/13/20223鍍鋅鐵皮的腐蝕（白鐵皮）負極：Zn 2e Zn2 鋅是銀白色的金屬。提水的小鐵桶，常常見用白鐵皮做的，在它的表面有著冰花狀的結(jié)晶，這就是鋅的結(jié)晶體。在白鐵皮上鍍了鋅，主要是為了防止鐵被銹蝕。 然而，奇怪的是，鋅比鐵卻更易生銹：一塊純金屬鋅，放在空氣里，表面很快就變暗生銹了。這是因為鋅與氧氣化合生成氧化鋅的緣故。 可是這層氧化鋅卻非常致密，它能嚴嚴實實地覆蓋在鋅的表面，保護里面的鋅不再生銹，鋅就很難被腐蝕。正因為這樣，人們便在白鐵皮表面鍍了一層鋅防止鐵生銹。 鋅比

3、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。一直到鋅全部腐蝕完了，鐵才受到威脅。用鍍鋅的辦法保護內(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，再換上一塊新的。 10/13/20224 鋅是銀白色的金屬。提水的小鐵桶，常常見用白鐵檢索咨詢犧牲陽極的陰極保護 在被保護的金屬器件上 附著一種更易失去電子的金屬或合金的方法，稱為“犧牲陽極的陰極保護”。這種方法 可以應用于防止水下的船殼、 鋼鐵設備和地下管道的腐蝕。10/13/20225檢索咨詢犧牲陽極的陰極保護10/10/20225 通過適當?shù)耐緩脚c方法，測定出鍍鋅鐵皮中鋅的質(zhì)

4、量（mZn)，然后根據(jù)mZnhs2,計算求得鍍鋅層的厚度h鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定原理如何測定鍍鋅層厚度和鍍鋅量？10/13/20226 通過適當?shù)耐緩脚c方法，測定出鍍鋅鐵皮中鋅的質(zhì)量（mZn 本實驗利用鍍鋅鐵皮被腐蝕前后的質(zhì)量差(m)以及鋅的密度()和鍍鋅鐵皮單側(cè)的面積(S)并結(jié)合公式h =m/(2S)來測定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。教材實驗原理分析負極：Zn 2e Zn2+正極：2H+ 2e H2 10/13/20227 本實驗利用鍍鋅鐵皮被腐蝕前后的質(zhì)量差(m)以及鋅實驗原理m：電子天平(0.001g)mZn2Sh m2S14稀H2SO4用_測量反應前后的質(zhì)量 用_來溶解鐵皮表面的鋅鍍層用_

5、來測量鐵皮的面積直尺(1mm) 電子天平、燒杯、鑷子、直尺（精密度為1mm）1:4的硫酸、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、濾紙等。10/13/20228實驗原理m：電子天平(0.001g)mZn2Sh m實驗步驟 取樣(5cm5cm) 稱量 溶解洗滌、烘干 稱量數(shù)據(jù)處理10/13/20229實驗步驟 取樣(5cm5cm) 稱量 溶解洗滌、烘干鍍鋅鐵片在H2SO4中產(chǎn)生H2的速率由快迅速轉(zhuǎn)慢實驗現(xiàn)象操作要點1、鍍鋅鐵片反應前后質(zhì)量的精確測量與讀數(shù)。2、鋅在稀硫酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣顯著變慢，準確判斷鋅完全反應是本實驗最重要的一環(huán)。若判斷過早則會使鋅未完全溶解（ ）若過遲會使鐵部分溶解（ ）3、數(shù)據(jù)的準

6、確記錄與處理及誤差分析。反 應后從酸液中取出的鐵皮應先用蒸餾水沖洗， 再用濾紙吸干，然后加熱烘干，冷卻后稱量10/13/202210鍍鋅鐵片在H2SO4中產(chǎn)生H2的速率由快迅速轉(zhuǎn)慢實驗現(xiàn)象操作一些思考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，則厚度差的1/2即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度 (h)。具體比較見下表。用螺旋測微器測鐵片的厚度10/13/202211一些思考另外一種測量其厚度的方法：用螺旋測微器測鐵片的厚度1數(shù)據(jù)記錄鍍鋅鐵皮質(zhì)量(g)面積(mm2)厚度*(mm)反應前7.1601708.50.555反應后6.650O.509數(shù)據(jù)處理鋅鍍層厚度(mm)依據(jù)h

7、=m/(2S) (鋅的密度=7.14g/cm3)h= (7.1606.650) (27.141708.510-2) =0.0021cm=0.021mm鋅鍍層厚度(mm)依據(jù)厚度差的1/2即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度(h)h =(0.5550.509)/2=0.023mm注：測定厚度為四次測定(鐵皮上均勻取四個點)的平均值10/13/202212數(shù)據(jù)記錄鍍鋅鐵皮質(zhì)量(g)面積(mm2)厚度*(mm)反應前1、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)定下來后再讀數(shù)。3、要及

8、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)實驗喪失意義。注意事項10/13/2022131、電子天平要小心使用：因電子天平屬精密儀器.注意事項10/【例1】某同學測定鍍鋅鐵皮中鋅鍍層的厚度，實驗步驟如下。（1）測量三塊鍍鋅鐵皮的長度與寬度，記錄數(shù)據(jù)。（2）用電子天平分別稱量三塊鍍鋅鐵皮的質(zhì)量。（3）將鍍鋅鐵皮放入燒杯中，加入硫酸。反應時用玻璃棒 小心翻動鍍鋅鐵皮，該操作的目的是 。若沒有這步操作，則所測得的鋅鍍層厚度的結(jié)果會 。使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應偏?。?）當反應速率突然減慢時，立即取出并 ，該操作的目的是為了 。（5）將鐵皮放在石棉網(wǎng)上，用

9、，這樣操作的目的是 。 若不烘干，則計算得到鍍鋅層厚度結(jié)果 ，若改用酒精燈持續(xù)強熱，則會造成用自來水沖洗鐵皮表面的酸溶液防止內(nèi)層鐵跟酸溶液發(fā)生反應酒精燈小火烘干除去鐵皮表面的水偏低鐵與空氣中的氧氣反應，造成誤差10/13/202214【例1】某同學測定鍍鋅鐵皮中鋅鍍層的厚度，實驗步驟如下。使鐵【思考與交流】1、準確判斷鋅完全反應是本實驗最重要的一環(huán)。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。判斷鋅在酸中完全溶解的實驗現(xiàn)象是 ,原因是 。2、檢驗鐵片是否洗凈的方法： .產(chǎn)生氫氣速率突然變慢，開始時鋅、鐵、硫酸形成了原電池，因此反應快，當Zn反應完后，鐵-鋅原電池消失，

10、鐵與酸反應產(chǎn)生氫氣的速率會顯著減慢取少量最后一次洗滌液，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀，則說明已洗凈。10/13/202215【思考與交流】產(chǎn)生氫氣速率突然變慢，開始時鋅、鐵、硫酸形成了方案1.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，計算鐵皮上的鋅的質(zhì)量。（1）下列裝置中不能用于測量氣體體積的裝置是 E 反應所需時間太長； 測量氫氣體積易產(chǎn)生誤差10/13/202216方案1.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液中，使其完全方案2.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮（W1）投入到足量的FeSO4溶液中，一段時間后，取出鐵片，洗凈、烘干、稱量（W2），計算鐵皮上的鋅

11、的質(zhì)量。Zn FeSO4 ZnSO4 Fe W 56 9W W1W2 鋅與鐵的活動性差異不大，反應幾乎難以進行。10/13/202217方案2.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮（W1）投入到足量的FeSO4溶方案3.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NaOH溶液，過濾、洗滌、烘干、灼燒沉淀，最后稱量。Zn 2HCl ZnCl2 H2Fe 2HCl FeCl2 H2ZnCl24NaOH Na2ZnO22NaCl 2H2O FeCl22NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl4Fe(OH)2+ O2 + 2H2O = 4Fe(OH)32Fe(OH)3 = Fe2

12、O3 + 3H2O 沉淀的獲取和稱量較為困難，精度不高。10/13/202218方案3.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的鹽酸溶液中，使其完全方案4.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的NaOH溶液中，充分反應后，取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。Zn 2NaOH Na2ZnO2 H2 操作簡單，但反應速率過慢，時間較長。10/13/202219方案4.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮投入到足量的NaOH溶液中，充分方案5.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮與另一純鐵片用導線連接，放入FeSO4溶液中，一段時間后，取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。FeFeZnFeSO4溶液負極：Zn 2e Zn2+正極：2H+ 2e H2 設計較為合理

13、。但不易判斷鋅什么時候反應完10/13/202220方案5.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮與另一純鐵片用導線連接，放入Fe方案6.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時），取出鐵片，洗滌、烘干后稱量。石墨FeZnNaOH溶液負極：Zn 2e Zn2+正極：2H2O 2e H22OH 設計合理。操作簡單，且實驗精確度較高10/13/202221方案6.將一定質(zhì)量的鍍鋅鐵皮與石墨用導線連接，放入NaOH溶（6）用鍍鋅鐵皮B、C重復如下操作，并記錄數(shù)據(jù)。（7）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，完成下表，求出鍍鋅鐵皮的鍍鋅層厚度。鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞后，放入鹽酸中發(fā)生原電池反應，其電極反應式為： 負極 ，正極（ 已知：鋅的密度=7.14gcm-3 ，計算公式：h=（m1-m2）/2S ） 數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)處理鍍鋅鐵皮A，長4.9cm，寬4.9 cm鍍鋅鐵皮B，長5.0cm，寬4.9cm鍍鋅鐵皮C，長5.3cm，寬5.2 cm鍍鋅鐵皮A，m1（A）=27.825g鍍鋅鐵皮B，m1（B）=2