【2012优化方案 精品课件】苏教版 化学 选修6专题6课题2　镀锌铁皮锌镀层厚度的测定（共36张PPT）

(共36张PPT)
课题2　镀锌铁皮锌镀层厚度的测定
学习目标
1.学会用电子天平称量物质的质量。
2.会设计用化学方法测定镀锌铁皮锌镀层厚度的多种实验方案,并能根据实验条件比较方案的优劣。
3.了解测定过程中产生误差的原因，并能对实验中的数据进行处理，学会书写定量测定与分析实验报告。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
课题2
课前自主学案
一、实验原理
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：
活泼
负
锌
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。
减慢
Zn－2e－===Zn2＋
2H＋＋2e－===H2↑
V＝2hS
二、实验步骤
1．取三块镀锌铁片(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，用自来水冲冼掉附着的酸液。
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。
石棉网
思考感悟
(1)为何将铁片小火烘干而不能高温烘干？
(2)请分析该实验产生误差的原因有哪些？
【提示】　(1)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。
(2)根据实验原理和操作可知，会产生误差的原因有以下几方面：①铁皮长、宽量不准确。②反应前后，对铁皮用电子天平称量时，读数不准确。③烘干铁皮后未冷却就称量。④与酸反应的时间控制不好，取出过早或过晚。
自主体验
1．(2011年绍兴高二检测)镀锌铁皮的锌镀层被破坏后将在潮湿的空气中发生电化学腐蚀，相关描述正确的是(　　)
A．负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
B．负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
C．电子从铁流向锌
D．铁不但得不到保护，反而被腐蚀得更快
解析：选B。Zn比Fe活泼，Zn作负极失电子，电子从Zn流向Fe，铁得到保护。
2．电子天平是定量分析中常用的精密仪器，下列关于电子天平的说法正确的是(　　)
A．电子天平操作方便、读数稳定、准确度高，不同型号的电子天平具有相同的精确度
B．电子天平是电子仪器，十分精密，不需要校准和调零
C．电子天平具有归零键，因此烧杯不洁净或者潮湿都不影响使用
D．天平使用时，要关上附近的窗户，不要撞击使用天平所在的桌子；读数时，侧门应关闭，防止气流影响称重
解析：选D。电子天平是一种精密仪器，但不同型号仍具有不同精确度，操作时和托盘天平一样也要校准调零，由于它比较灵敏，读数时应关上门窗防止气流影响称重。
解析：选C。铁的氧化物为碱性氧化物，而锌的氧化物为两性氧化物。
课堂互动讲练
镀锌铁皮锌镀层厚度的测定
1．锌的电化学腐蚀
锌的化学性质比铁活泼，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负极，锌先被腐蚀。将镀锌铁皮放到酸中时，发生原电池反应，电极反应如下：
负极　Zn－2e－===Zn2＋
正极　2H＋＋2e－===H2↑
待锌在酸中完全溶解后，产生氢气的速率显著减慢,可以借此判断锌镀层是否反应完全。
3．测定步骤
(2011年杭州高二检测)白铁即镀锌铁皮，某学习小组的三位同学为了测定镀锌层的厚度，提出了各自的设计方案。
Ⅰ.甲同学的方案是：先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉，通过差量算出锌的质量，然后再由查得的锌的密度算出锌层的体积，最后由体积除以镀锌铁皮面积得锌层厚度。
(1)配制1 mol·L－1的盐酸100 mL，需取用36.5%(ρ＝1.81 g·cm－3)的盐酸________mL；配制过程中要用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有_____________________________。
例
(2)将相同大小相同厚度的普通锌片和镀锌铁皮放入两支试管，各加入等量1 mol·L－1的盐酸，观察镀锌铁皮比普通锌片与盐酸反应速率更快，产生此现象的原因是__________________________；在翻动横放在烧杯中镀锌铁皮时，发现溶液上方的锌层变薄的速率比下方的锌层快得多，其原因可能是________________________。
(3)判断镀锌铁皮表面锌恰好反应的现象是
______________________________________________________________。
Ⅱ.乙同学的意见及方案。
(1)意见：因为难以避免铁会反应，所以甲同学测出锌的厚度会________(选“偏大”或“偏小”)。
(2)方案：通过查阅资料，知道Zn(OH)2既可以和酸反应又可以和碱反应，于是设计了如下方案：
步骤③的操作是________________；若使用的镀锌铁皮的质量为28.156 g，最后称得灼烧后固体的质量为40.000 g，镀锌铁皮长5.10 cm，宽5.00 cm，锌的密度ρ＝7.14 g·cm－3，则锌镀层的单侧厚度h为________cm。
Ⅲ.丙同学查得Fe(OH)2、Zn(OH)2开始沉淀的pH分别为6.5和5.6，认为也可以用容量法(即滴定法)检测且准确度更高。该方法的要点是：准确称取m g白铁，加入过量c mol·L－1的盐酸b mL，再用标准NaOH溶液滴定过量的盐酸，为了防止生成沉淀，应选用的指示剂是________(选择序号)。
a．酚酞　　　b．石蕊　　　　c．甲基橙
【解析】　本题将本课题有关镀锌铁皮锌镀层的厚度测定实验进行了前伸后延式的考查。
Ⅰ.(1)是对物质的量浓度溶液配制的考查，非常基础；(2)是对镀锌铁皮锌镀层的厚度测定实验过程有关“异常”现象的解释。镀锌铁皮比普通锌片与盐酸反应速率更快，与电化学腐蚀有关；而溶液上方的锌层变薄的速率比下方的锌层快得多，需要从上方的锌层与下方锌层所处环境的不同，考虑下方锌层反应产生的气泡对反应的影响。
Ⅲ.丙同学则选用滴定法来进行实验，在用标准NaOH溶液滴定过量的盐酸时，为了防止生成沉淀,应选用在酸性范围变色的甲基橙为指示剂。
【答案】　Ⅰ.(1)5.5　100 mL容量瓶、胶头滴管
(2)镀锌铁皮发生了原电池反应　下方的气泡阻止了酸液与锌层的接触
(3)产生气泡的速率明显减慢
Ⅱ.(1)偏大
(2)过滤、洗涤　4.28×10－4
Ⅲ.c
变式训练　某同学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、质量为m1的镀锌铁皮放入6 mol·L－1 HCl溶液中，当气泡产生速率显著减小时，用水冲洗，烘干后称量，得到质量为m2。下列说法错误的是(　　)
A．当铁皮产生气泡速率减慢时，立即取出铁皮，不冲洗就用酒精灯加热烘干，铁皮可能继续与残留的酸反应，导致实验结果偏高
B．实验过程中产生气泡的速率先慢，然后逐渐加快，再显著减缓，这是原电池和温度共同影响的结果
探究整合应用
水果中维生素C含量的测定
1．实验原理
维生素C具有强还原性，它可将碘单质还原为碘离子。利用这一反应，可以通过实验测定果汁中维生素C的含量。
C6H8O6＋I2―→C6H6O6＋2HI
维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性)，它的分子式是C6H8O6，人体缺乏这种维生素会得坏血症，所以维生素C又称抗坏血酸。维生素C在空气中易被氧化，新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C。某校课外活动小组测定了某牌子的软包装橙汁中维生素C的含量。下面是测定实验分析报告。(请填写下列空白)
例
(1)实验目的：测定××牌软包装橙汁中维生素C的含量。
(2)实验原理：C6H8O6＋I2―→C6H6O6＋2H＋＋2I－
(3)实验用品及试剂
①仪器和用品：(自选，略)
②试剂：测定样品中维生素C的指示剂________(填名称)、浓度为7.50×10－3 mol·L－1标准碘溶液、蒸馏水等。
(4)实验过程
①洗涤仪器，检查滴定管是否漏液，润洗后装好标准碘溶液待用。
②打开橙汁包装，目测颜色：橙黄色；配制溶液，目测橙清度：好。用________(填仪器名称)向锥形瓶中移入20.00 mL待测橙汁，滴入2滴指示剂。
③用左手控制滴定管的________(填部位)，右手摇动锥形瓶，眼睛注视________________，直到滴定终点。滴定至终点的现象是________________________________。重复上述操作一次。
(5)数据记录与处理(请设计数据记录和处理的表格,不必填数据)。
若经数据处理，滴定中消耗标准碘溶液的体积是15.00 mL，则此橙汁中维生素C的含量是________mg·L－1。
(6)问题讨论：滴定时能否剧烈摇动锥形瓶？为什么？
【思路点拨】
【答案】　(3)②淀粉溶液
(4)②酸式滴定管(或移液管)　③活塞(或旋塞)　锥形瓶中溶液颜色的变化　溶液变蓝且半分钟内不褪色
(5)数据记录与处理的表格
滴定
次数 待测橙
汁体积 标准碘溶液的体积 平均
值
滴定前刻度 滴定后
刻度 实际
体积
第一次 20.00 mL
第二次 20.00 mL
990
(6)不能剧烈摇动锥形瓶，剧烈摇动锥形瓶会增大溶液与空气接触面积，使维生素C被氧化，影响测定结果。
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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