課題二鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度測(cè)定

【學(xué)考匯報(bào)】知識(shí)條目加試要求①電子天平使用②鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度測(cè)定原理(與酸或堿反應(yīng))和操作流程③試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和測(cè)定過(guò)程中產(chǎn)生誤差原因分析abc1/28一、知識(shí)預(yù)備1.鋅電化學(xué)腐蝕

鋅化學(xué)性質(zhì)比鐵______，假如鍍鋅鐵皮鋅鍍層被破壞，將在潮濕空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕，殘留鋅鍍層作為原電池____極，____先被腐蝕。將鍍鋅鐵皮放到酸中時(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵皮表面鋅鍍層溶解，電極反應(yīng)式以下：

負(fù)極：____________________

正極：____________________

待鋅在酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣速率顯著______，能夠借此判斷鋅鍍層是否反應(yīng)完全?；顫娯?fù)鋅Zn－2e－===Zn2＋2H＋＋2e－===H2↑減慢2/28思索1：表面鍍鋅鐵皮不易生銹，通稱鉛鐵、白鐵。鍍鋅鐵為何不易生銹呢？提醒①在鐵表面起到保護(hù)層作用。②假如鍍層破壞，還能夠形成鋅鐵原電池，鐵作正極，利用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法原理，鐵受到保護(hù)。3/28V＝2hS4/28二、課題方案設(shè)計(jì)1.取三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮)，分別量出它們長(zhǎng)度與寬度。2.用__________分別稱量三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C)質(zhì)量。3.將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，加入40mL1∶4稀硫酸。反應(yīng)時(shí)用________小心翻動(dòng)鍍鋅鐵皮，使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應(yīng)。到反應(yīng)速率突然______時(shí)(產(chǎn)生氣泡速率變得極慢)，馬上將未反應(yīng)鐵片取出，用自來(lái)水沖洗掉附著酸液。電子天平玻璃棒減小5/284.將鐵片放在________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B、C重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)步驟3、4。6.依據(jù)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，求出鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度。

思索2：為何將鐵片小火烘干而不能高溫烘干？

提醒因鐵在高溫時(shí)易被空氣中氧氣氧化。若烘干時(shí)溫度過(guò)高，會(huì)有部分鐵轉(zhuǎn)化為氧化物而使鐵片質(zhì)量增大，造成試驗(yàn)結(jié)果偏小。石棉網(wǎng)6/28點(diǎn)撥一、鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度測(cè)定方案設(shè)計(jì)1.利用電化學(xué)腐蝕原理

將一定長(zhǎng)度、寬度和質(zhì)量鍍鋅鐵片放入6mol·L－1鹽酸中形成原電池，鋅被反應(yīng)掉，經(jīng)過(guò)觀察產(chǎn)生H2速率判斷鋅完全溶解，洗凈、烘干，用電子天平稱其質(zhì)量，則反應(yīng)前(m1)與反應(yīng)后(m2)鍍鋅鐵皮質(zhì)量差就是鋅鍍層質(zhì)量(m1－m2)。7/288/28尤其提醒方案1、方案2只是測(cè)鋅鍍層厚度兩種方法，還有幾個(gè)供師生參考：方案3：氨水法——利用鋅溶于氨水而鐵不溶于氨水而設(shè)計(jì)。方案4：利用鋅化合物兩性求出m(Fe)，再推算求出m(Zn)。9/2810/282.試驗(yàn)注意事項(xiàng) (1)鋅在酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣速率由快快速轉(zhuǎn)慢，準(zhǔn)確判斷鋅完全反應(yīng)是本試驗(yàn)最主要一環(huán)。若判斷過(guò)早則會(huì)使鋅未完全溶解；若過(guò)遲會(huì)使鐵部分溶解，都會(huì)增加試驗(yàn)誤差。 (2)為準(zhǔn)確測(cè)量鍍鋅鐵片反應(yīng)前后質(zhì)量，應(yīng)使用電子天平。因電子天平屬精密儀器，要小心使用預(yù)防損壞。11/28(3)電子天平要準(zhǔn)確讀數(shù)：因?yàn)殡娮犹炱骄芏雀撸杂杏绊?比如對(duì)著它大聲說(shuō)話)都有可能使它讀數(shù)發(fā)生改變。所以要等在不受外界影響情況下，天平顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定下來(lái)后再讀數(shù)。(4)要及時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)對(duì)定量分析試驗(yàn)是至關(guān)主要。假如前面有任何一處數(shù)據(jù)忘記統(tǒng)計(jì)，都會(huì)使后續(xù)試驗(yàn)喪失意義。12/28點(diǎn)撥三、水果中維生素C含量測(cè)定1.基本原理 (1)維生素C： ①存在：不少蔬菜、水果中含有豐富維生素C。 ②結(jié)構(gòu)及性質(zhì)：維生素C又稱抗壞血酸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

，含有強(qiáng)還原性：在酸性溶液中，維生素C將I2還原為I－，利用這一反應(yīng)，能夠測(cè)定果汁中維生素C含量。13/2814/282.試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)與結(jié)論 (1)配制維生素C標(biāo)準(zhǔn)溶液：將5片100mg維生素C藥片投入盛有50mL蒸餾水燒杯中，用玻璃棒碾壓加速溶解，再轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，稀釋至刻度。 (2)準(zhǔn)備果汁樣品：取50mL橙汁，過(guò)濾后備用。 (3)維生素C片中維生素C含量測(cè)定：移?、僦兴淙芤?20mL于錐形瓶中，加入1mL0.1mol·L－1鹽酸，再加1～

2mL淀粉溶液，用0.010mol·L－1碘水溶液滴定，直到溶液顯藍(lán)色且半分鐘內(nèi)不褪色。重復(fù)操作兩次，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。15/28(4)果汁中維生素C含量測(cè)定：移取②中所配溶液20mL于錐形瓶中，加入1mL0.1mol·L－1鹽酸，再加1～2mL淀粉溶液，用0.010mol·L－1碘水溶液滴定，直到溶液顯藍(lán)色且半分鐘內(nèi)不褪色。重復(fù)操作兩次，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。(5)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。16/28[典例剖析]“白鐵皮”指鍍鋅鐵皮，含有較強(qiáng)耐腐蝕性，是生產(chǎn)中慣用金屬材料之一。鍍鋅層如同鐵皮保護(hù)層，這層膜厚度及均勻度也成了判斷鍍層質(zhì)量主要指標(biāo)。某研究性學(xué)習(xí)小組為了測(cè)定鍍鋅鐵皮厚度，設(shè)計(jì)了下面試驗(yàn)方案：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A放入燒杯中，加入40mL6mol·L－1鹽酸，反應(yīng)時(shí)用玻璃棒小心翻動(dòng)鍍鋅鐵皮，待鋅鍍層反應(yīng)完全時(shí)，馬上將未反應(yīng)鐵皮取出，洗滌、小心烘干、稱量。將B、C重復(fù)上面試驗(yàn)。17/28(1)鋅鍍層完全反應(yīng)標(biāo)志是____________________________。(2)怎樣檢驗(yàn)鐵片已經(jīng)洗凈？___________________________。(3)該小組試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及數(shù)據(jù)處理以下，完成以下表格。(鋅密度為7.14g/cm3)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理鍍鋅鐵皮長(zhǎng)度/cm寬度/cm鍍鋅鐵皮質(zhì)量/g鐵皮質(zhì)量/g鋅鍍層厚度(單側(cè))/cm鋅鍍層平均厚度(單側(cè))/cmA5.004.904.4604.3134.201×10－4——B5.105.004.4214.2674.229×10－4C5.205.004.6404.4674.660×10－418/28本試驗(yàn)中產(chǎn)生誤差地方可能有哪些？(任意列舉兩種)____________________________________________________、____________________________________________________。方案二：已知鋅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)離子方程式為Zn＋2OH－＋2H2O===[Zn(OH)4]2－＋H2↑。某同學(xué)按下列圖裝置設(shè)計(jì)了測(cè)定鍍鋅鐵皮鍍層厚度試驗(yàn)方案，將單側(cè)面積為Scm2、質(zhì)量為mg鍍鋅鐵皮放入6mol·L－1NaOH溶液中?；卮鹨韵聠?wèn)題。19/28(4)裝置中導(dǎo)管a作用是____________________________________________________________________________________。20/28(5)檢驗(yàn)氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進(jìn)行操作還有：①統(tǒng)計(jì)C液面位置；②待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫；③由A向B中滴加足量NaOH溶液；④上下移動(dòng)C，使干燥管和C中液面相平。上述操作次序是________(填序號(hào))。(6)試驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL(試驗(yàn)條件下氣體摩爾體積為VmL·mol－1)。則鍍鋅鐵皮厚度為________cm。(寫出數(shù)學(xué)表示式)21/28解析本題考查化學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析與評(píng)價(jià)。(1)當(dāng)鋅鍍層完全反應(yīng)后就是鐵與鹽酸反應(yīng)，前后反應(yīng)速率不一樣，產(chǎn)生氣泡速率顯著改變。

(2)從溶液中取出鐵片必定帶有鹽酸及其鹽，當(dāng)洗凈時(shí)也就是不再含有鹽酸及其鹽，所以檢驗(yàn)鐵片是否洗凈就是檢驗(yàn)氯離子，也可檢驗(yàn)其酸性。(3)由三組所列鋅鍍層厚度數(shù)據(jù)來(lái)看，第三組數(shù)據(jù)與另兩組有較大差距，應(yīng)舍去，前兩組數(shù)據(jù)取平均值得4.215×10－4cm；本試驗(yàn)中產(chǎn)生誤差地方可能有：長(zhǎng)度和寬度測(cè)量，質(zhì)量稱量，恰好反應(yīng)判斷，反應(yīng)后鐵皮洗滌是否潔凈、烘干是否徹底等。22/2823/2824/28[跟蹤訓(xùn)練]某同學(xué)為探究不一樣水果中維生素C含量，依據(jù)維生素C水溶液能夠使高錳酸鉀溶液褪色原理，自己設(shè)計(jì)了以下試驗(yàn)：①用榨汁機(jī)分別榨出水果甲和水果乙汁液A和汁液B；②將兩種新鮮汁液分別倒入兩個(gè)潔凈、干燥小燒杯中；③取2支潔凈、干燥小試管，分別注入汁液A和汁液B各1毫升；④取2支滴管，分別吸收較濃高錳酸鉀溶液逐滴地滴入2支小試管中，邊滴、邊振蕩、邊觀察，直至高錳酸鉀溶液顏色不能褪去時(shí)為止，統(tǒng)計(jì)此時(shí)所用高錳酸鉀溶液滴數(shù)。25/28請(qǐng)分析作答：(1)不一樣滴管一滴試劑體積是不一樣，所以試驗(yàn)步驟________有可能增大試驗(yàn)誤差，為了便于準(zhǔn)確地比較，應(yīng)該______________________________。(2)按修正后試驗(yàn)步驟操作，假如滴入汁液A中高錳酸鉀溶液滴數(shù)比滴入汁液B中多，則水果甲中維生素C含量比水果乙中_________________。

(3)修正后試驗(yàn)方案與書本上相比，創(chuàng)新之處是____________________________________________________________。

(4)寫出一個(gè)維生素C含量較高水果或蔬菜：___________。

26/28解析(1)本試驗(yàn)是經(jīng)過(guò)滴入高錳酸鉀滴數(shù)來(lái)確定維生素C含量高低，所以要求每一滴量要相等，不然就沒有可比性了，所以④是不準(zhǔn)確，不能選擇不一樣滴管，有可能會(huì)增加試驗(yàn)誤差，應(yīng)該使用同一支滴管來(lái)做試驗(yàn)。(2)高錳酸鉀溶液顏色是紫色，維生素C能夠使高錳酸鉀溶液褪色，在試管中加入等量水果汁，再滴加高錳酸鉀溶液，滴入得越