（化学）62《镀锌铁皮锌镀层厚度的测定》课件1(苏教版.ppt

1、镀锌铁皮锌镀层厚度的测定镀锌铁皮锌镀层厚度的测定1/2/20231 有些盛放食品的铁罐是用有些盛放食品的铁罐是用“马口铁马口铁”(镀锡铁皮镀锡铁皮)制的制的,当当“马口铁马口铁”铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易穿透铁罐；穿透铁罐；屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用白白铁皮铁皮(镀锌铁皮镀锌铁皮)制成的制成的,而白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑容而白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑容易在表面上扩展开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易易在表面上扩展开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易被锈蚀。被锈蚀。你知道造成这种现象的

2、原因吗你知道造成这种现象的原因吗?1/2/20232镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）负极：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：2H 2e H2 析氢腐蚀析氢腐蚀 2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蚀吸氧腐蚀镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）负极：负极：Fe 2e Fe2+正极：正极：2H 2e H2 析氢腐蚀析氢腐蚀 2H2O O2 4e 4OH 吸氧腐蚀吸氧腐蚀1/2/20233 锌是银白色的金属。提水的小铁桶，常常见用白铁锌是银白色的金属。提水的小铁桶，常常见用白铁皮做的，在它的表面有着冰花状的结晶，这就是锌的结晶皮做的，在它的表面有着冰花状的结晶，这就是

3、锌的结晶体。在白铁皮上镀了锌，主要是为了防止铁被锈蚀。体。在白铁皮上镀了锌，主要是为了防止铁被锈蚀。然而，奇怪的是，然而，奇怪的是，锌比铁却更易生锈锌比铁却更易生锈：一块纯金属：一块纯金属锌，放在空气里，表面很快就变暗锌，放在空气里，表面很快就变暗生锈了。这是因为生锈了。这是因为锌与氧气化合生成氧化锌的锌与氧气化合生成氧化锌的缘故。缘故。可是这层氧化锌却非常致密，它能严严实实地覆盖在可是这层氧化锌却非常致密，它能严严实实地覆盖在锌的表面，保护里面的锌不再生锈，锌就很难被腐蚀。正锌的表面，保护里面的锌不再生锈，锌就很难被腐蚀。正因为这样，人们便在白铁皮表面镀了一层因为这样，人们便在白铁皮表面镀了

4、一层锌锌防止铁生锈。防止铁生锈。锌比铁活泼，如果遇到锈蚀，锌不断放出电子，成为锌比铁活泼，如果遇到锈蚀，锌不断放出电子，成为离子，自己烂穿了，却保护了铁皮不受腐蚀。一直到锌全离子，自己烂穿了，却保护了铁皮不受腐蚀。一直到锌全部腐蚀完了，部腐蚀完了，铁才受到威胁铁才受到威胁。用镀锌的办法保护内部的铁，。用镀锌的办法保护内部的铁，效果挺好。在轮船的外壳上，铆上一块锌板，可以保护船效果挺好。在轮船的外壳上，铆上一块锌板，可以保护船体。锌板烂得差不多了，再换上一块新的。体。锌板烂得差不多了，再换上一块新的。1/2/20234检索咨询检索咨询牺牲阳极的阴极保护牺牲阳极的阴极保护 在被保护的金属器件上在被

5、保护的金属器件上 附着一附着一种更易失去电子的金属或合金的方法，种更易失去电子的金属或合金的方法，称为称为“牺牲阳极的阴极保护牺牲阳极的阴极保护”。这种。这种方法方法 可以应用于防止水下的船壳、可以应用于防止水下的船壳、钢铁设备和地下管道的腐蚀。钢铁设备和地下管道的腐蚀。1/2/20235 通过适当的途径与方法，测定出镀锌铁皮中通过适当的途径与方法，测定出镀锌铁皮中锌的质量（锌的质量（m mZnZn)，然后根据，然后根据m mZnZnhshs2 2,计算计算求得镀锌层的厚度求得镀锌层的厚度h h镀锌铁皮锌镀层厚度的测定原理镀锌铁皮锌镀层厚度的测定原理如何测定镀锌层厚度和镀锌量？如何测定镀锌层厚

6、度和镀锌量？1/2/20236 本实验利用镀锌铁皮被腐蚀前后的质量本实验利用镀锌铁皮被腐蚀前后的质量差差(m)以及锌的密度以及锌的密度()和镀锌铁皮单侧的和镀锌铁皮单侧的面积面积(S)并结合公式并结合公式 h=m/(2S)来测定镀来测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。锌铁皮的锌镀层厚度。教材实验教材实验原理分析原理分析负极：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：2H+2e H2 1/2/20237实验原理实验原理m：电子天平电子天平(0.001g)mZn2Sh h m2S14稀稀H2SO4用用_测量反应前后的质量测量反应前后的质量 用用_来溶解铁皮表面的锌镀层来溶解铁皮表面的锌镀层用用_来测量铁皮的面积

7、来测量铁皮的面积直尺直尺(1mm)(1mm)电子天平、烧杯、镊子、直尺（精密度为电子天平、烧杯、镊子、直尺（精密度为1mm1mm）1:41:4的硫酸、酒精灯、三脚架、石棉网、的硫酸、酒精灯、三脚架、石棉网、滤纸等。滤纸等。1/2/20238实验步骤实验步骤 取样取样(5cm(5cm5cm)5cm)称量称量 溶解溶解洗涤、烘洗涤、烘干干 称量称量数据处理数据处理1/2/20239镀锌铁片在镀锌铁片在H2SO4中产生中产生H2的速率由快迅速转慢的速率由快迅速转慢实验现象实验现象操作要点操作要点1、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。2、锌在锌在稀硫稀硫酸中

8、完全溶解后，酸中完全溶解后，产生氢气显著变慢产生氢气显著变慢，准确判，准确判断锌完全反应是本实验断锌完全反应是本实验最重要的一环最重要的一环。若判断过早则会使锌未完全溶解（若判断过早则会使锌未完全溶解（）若过迟会使铁部分溶解（若过迟会使铁部分溶解（）3、数据的准确记录与处理及误差分析。、数据的准确记录与处理及误差分析。反反 应后从酸液中取出的铁皮应先用蒸馏水冲洗，应后从酸液中取出的铁皮应先用蒸馏水冲洗，再用滤纸吸干，然后加热烘干，冷却后称量再用滤纸吸干，然后加热烘干，冷却后称量1/2/202310一些思考一些思考另外一种测量其厚度的方法：另外一种测量其厚度的方法：方法是用螺旋测微器直接测量铁片

9、反应前后的厚度，方法是用螺旋测微器直接测量铁片反应前后的厚度，则厚度差的则厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀层厚度即为镀锌铁皮的锌镀层厚度(h)。具体。具体比较见下表。比较见下表。用螺旋测微器测铁片的厚度用螺旋测微器测铁片的厚度1/2/202311数数据据记记录录镀锌铁皮镀锌铁皮质量质量(g)面积面积(mm2)厚度厚度*(mm)反应前反应前7.1601708.50.555反应后反应后6.650O.509O.509数数据据处处理理锌镀层锌镀层厚度厚度(mm)依据依据h=m/(2S)(锌的密度锌的密度=7.14g/cm3)h=(7.1606.650)(27.141708.510-2)=0.0021c

10、m=0.021mm锌镀层锌镀层厚度厚度(mm)依据厚度差的依据厚度差的1/2即为即为镀锌铁皮的锌镀镀锌铁皮的锌镀层厚度层厚度(h)h=(0.5550.509)/2=0.023mm注：测定厚度为四次测定注：测定厚度为四次测定(铁皮上均匀取四个点铁皮上均匀取四个点)的平均值的平均值1/2/2023121、电子天平要小心使用：因电子天平属精密仪器、电子天平要小心使用：因电子天平属精密仪器.2、电子天平要准确读数：由于电子天平精密度高，稍、电子天平要准确读数：由于电子天平精密度高，稍有影响都有可能使它的读数发生变化。所以要等在不有影响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

11、数据稳定下来后再读受外界影响的情况下，天平显示数据稳定下来后再读数。数。3、要及时记录数据：数据对定量分析实验是至关重要、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。实验丧失意义。注意事项注意事项1/2/202313【例例1】某同学测定镀锌铁皮中锌镀层的厚度，实验步骤如下。某同学测定镀锌铁皮中锌镀层的厚度，实验步骤如下。（1）测量三块镀锌铁皮的长度与宽度，记录数据。）测量三块镀锌铁皮的长度与宽度，记录数据。（2）用电子天平分别称量三块镀锌铁皮的质量。）用电子天平分别称量三块镀锌铁皮的质量。

12、（3）将镀锌铁皮放入烧杯中，加入硫酸。反应时用玻璃棒）将镀锌铁皮放入烧杯中，加入硫酸。反应时用玻璃棒 小心翻动镀锌铁皮，该操作的目的是小心翻动镀锌铁皮，该操作的目的是 。若没有这步操作，则所测得的锌镀层厚度的结果会若没有这步操作，则所测得的锌镀层厚度的结果会 。使铁皮两边锌镀层都充分反应使铁皮两边锌镀层都充分反应偏小偏小（4）当反应速率突然减慢时，立即取出并）当反应速率突然减慢时，立即取出并 ，该操作的目的是为了该操作的目的是为了 。（5）将铁皮放在石棉网上，用）将铁皮放在石棉网上，用 ，这样操作的目的是这样操作的目的是 。若不烘干，则计算得到镀锌层厚度结果若不烘干，则计算得到镀锌层厚度结果

13、，若改用酒精灯持续强热，则会造若改用酒精灯持续强热，则会造成成用自来水冲洗铁皮表面的酸溶液用自来水冲洗铁皮表面的酸溶液防止内层铁跟酸溶液发生反应防止内层铁跟酸溶液发生反应酒精灯小火烘干酒精灯小火烘干除去铁皮表面的水除去铁皮表面的水偏低偏低铁与空气中的氧气反应，造成误差铁与空气中的氧气反应，造成误差1/2/202314【思考与交流思考与交流】1、准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若、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。判断锌在会使铁部分溶解，都会增加实验误差。判断锌在酸中完全溶解的实

14、验现象是酸中完全溶解的实验现象是 ,原因是原因是 。2、检验铁片是否洗净的方法：、检验铁片是否洗净的方法：.产生氢气速率突然变慢，产生氢气速率突然变慢，开始时锌、铁、硫酸形成了原电池，因此反应快，开始时锌、铁、硫酸形成了原电池，因此反应快，当当Zn反应完后，铁反应完后，铁-锌原电池消失，铁与酸反应产生锌原电池消失，铁与酸反应产生氢气的速率会显著减慢氢气的速率会显著减慢取少量最后一次洗涤液，滴加取少量最后一次洗涤液，滴加BaCl2溶液，溶液，若无白色沉淀，则说明已洗净若无白色沉淀，则说明已洗净。1/2/202315方案方案1.1.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐

15、酸盐酸溶液溶液中，使其完全溶解，通过测量氢气的体积，计算铁皮中，使其完全溶解，通过测量氢气的体积，计算铁皮上的锌的质量。上的锌的质量。（1 1）下列装置中不能用于测量气体体积的装置是）下列装置中不能用于测量气体体积的装置是 E 反应所需时间反应所需时间太长；太长；测量氢气体积测量氢气体积易产生误差易产生误差1/2/202316方案方案2.2.将一定质量的镀锌铁皮（将一定质量的镀锌铁皮（W1）投入到足量的）投入到足量的FeSO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗净、烘干、溶液中，一段时间后，取出铁片，洗净、烘干、称量（称量（W2），计算铁皮上的锌的质量。），计算铁皮上的锌的质量。Zn FeSO4

16、ZnSO4 Fe W65 56 966W W1W2 锌与铁的活动锌与铁的活动性差异不大，反性差异不大，反应几乎难以进行。应几乎难以进行。1/2/202317方案方案3.3.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸溶液中，将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸溶液中，使其完全溶解，再在所得溶液中加入过量的使其完全溶解，再在所得溶液中加入过量的NaOH溶液，溶液，过滤、洗涤、烘干、过滤、洗涤、烘干、灼烧沉淀灼烧沉淀，最后称量。，最后称量。Zn Zn 2HCl 2HCl ZnClZnCl2 2 H H2 2Fe Fe 2HCl 2HCl FeClFeCl2 2 H H2 2ZnClZnCl2 24NaOH

17、 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 沉淀的获沉淀的获取和称量较取和称量较为困难，精为困难，精度不高。度不高。1/2/202318方案方案4.4.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的NaOH溶液溶液中，充分反应后，取出铁

18、片，洗涤、烘干后称量。中，充分反应后，取出铁片，洗涤、烘干后称量。Zn Zn 2NaOH 2NaOH NaNa2 2ZnOZnO2 2 H H2 2 操作简单，但操作简单，但反应速率过慢，反应速率过慢，时间较长。时间较长。1/2/202319方案方案5.5.将一定质量的镀锌铁皮与另一纯铁片用导线连接，将一定质量的镀锌铁皮与另一纯铁片用导线连接，放入放入FeSO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗涤、烘溶液中，一段时间后，取出铁片，洗涤、烘干后称量。干后称量。FeFeZnFeSO4溶溶液液负极：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：2H+2e H2 设计较为合理。设计较为合理。但不易判断锌什么但不

19、易判断锌什么时候反应完时候反应完1/2/202320方案方案6.6.将一定质量的镀锌铁皮与石墨用导线连接，放入将一定质量的镀锌铁皮与石墨用导线连接，放入NaOH溶液中，一段时间后（当石墨表面无气泡析出溶液中，一段时间后（当石墨表面无气泡析出时），取出铁片，洗涤、烘干后称量。时），取出铁片，洗涤、烘干后称量。石墨石墨FeZnNaOH溶溶液液负极：负极：Zn 2e Zn2+正极：正极：2H2O 2e H22OH 设计合理。设计合理。操作简单，且操作简单，且实验精确度较实验精确度较高高1/2/202321（6）用镀锌铁皮）用镀锌铁皮B、C重复如下操作，并记录数据。重复如下操作，并记录数据。（7）根据

20、实验数据，完成下表，求出镀锌铁皮的镀锌层厚度。）根据实验数据，完成下表，求出镀锌铁皮的镀锌层厚度。镀锌铁皮的锌镀层被破坏后，放入盐酸中发生原电池反应，镀锌铁皮的锌镀层被破坏后，放入盐酸中发生原电池反应，其电极反应式为：其电极反应式为：负极负极，正极，正极（已知：锌的密度已知：锌的密度=7.14gcm-3，计算公式：，计算公式：h=（m1-m2）/2S）数据记录数据记录数据处理数据处理镀锌铁皮镀锌铁皮A，长，长4.9cm，宽，宽4.9cm镀锌铁皮镀锌铁皮B，长，长5.0cm，宽，宽4.9cm镀锌铁皮镀锌铁皮C，长，长5.3cm，宽，宽5.2cm镀锌铁皮镀锌铁皮A，m1（A）=27.825g镀锌铁皮镀锌铁皮B，m1（B）=27.845g镀锌铁皮镀锌铁皮C，m1（C）=31.227g铁皮铁皮A，m2（A）=27.822g铁皮铁皮B，m2（B）=27.841g铁皮铁皮C，m2（C）=31.222g铁铁皮皮编编号号镀锌铁皮厚度镀锌铁皮厚度（单侧）（单侧）/cm锌镀层锌镀层平均厚平均厚度（单度（单侧）侧）/cm相对相对平均平均偏差偏差/%ABCZn 2e=Zn2+2H+2e=H28.7510611.410612.710611.010613.2%1/2/202322