高中化學專題六物質的定量分析課題2鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定課件蘇教版.ppt

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課題2 鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定,一、實驗原理 1．鋅的電化學腐蝕 鋅的化學性質比鐵______，如果鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞，將在潮濕空氣中發(fā)生電化學腐蝕，殘留的鋅鍍層作為原電池的____極，_____先被腐蝕。將鍍鋅鐵皮放到酸中時，發(fā)生原電池反應，鐵皮表面的鋅鍍層溶解，電極反應式如下：,活潑,負,鋅,負極：________________ 正極： __________________ 待鋅在酸中完全溶解后，產生氫氣的速率顯著_______，可以借此判斷鋅鍍層是否反應完全。,減慢,Zn－2e－===Zn2＋,2H＋＋2e－===H2↑,V＝2hS,二、實驗步驟 1．取三塊鍍鋅鐵片(A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮)，分別量出它們的長度與寬度。 2．用__________分別稱量三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C)的質量。 3．將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，加入40 mL 1∶4稀硫酸。反應時用________小心翻動鍍鋅鐵皮，使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應。到反應速率突然_______時(產生氣泡的速率變得極慢)，立即將未反應的鐵片取出，用自來水沖冼掉附著的酸液。,電子天平,玻璃棒,減小,4．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重復進行實驗步驟3、4。 6．根據實驗所得數據，求出鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。,石棉網,思考感悟 (1)為何將鐵片小火烘干而不能高溫烘干？ (2)請分析該實驗產生誤差的原因有哪些？ 【提示】 (1)因鐵在高溫時易被空氣中的氧氣氧化。若烘干時溫度過高，會有部分鐵轉化為氧化物而使鐵片質量增大，導致實驗結果偏小。 (2)根據實驗原理和操作可知，會產生誤差的原因有以下幾方面：①鐵皮長、寬量不準確。②反應前后，對鐵皮用電子天平稱量時，讀數不準確。③烘干鐵皮后未冷卻就稱量。④與酸反應的時間控制不好，取出過早或過晚。,1．鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞后將在潮濕的空氣中發(fā)生電化學腐蝕，相關描述正確的是( ) A．負極反應式為Fe－2e－===Fe2＋ B．負極反應式為Zn－2e－===Zn2＋ C．電子從鐵流向鋅 D．鐵不但得不到保護，反而被腐蝕得更快 解析：選B。Zn比Fe活潑，Zn作負極失電子，電子從Zn流向Fe，鐵得到保護。,2．電子天平是定量分析中常用的精密儀器，下列關于電子天平的說法正確的是( ) A．電子天平操作方便、讀數穩(wěn)定、準確度高，不同型號的電子天平具有相同的精確度 B．電子天平是電子儀器，十分精密，不需要校準和調零 C．電子天平具有歸零鍵，因此燒杯不潔凈或者潮濕都不影響使用 D．天平使用時，要關上附近的窗戶，不要撞擊使用天平所在的桌子；讀數時，側門應關閉，防止氣流影響稱重,解析：選D。電子天平是一種精密儀器，但不同型號仍具有不同精確度，操作時和托盤天平一樣也要校準調零，由于它比較靈敏，讀數時應關上門窗防止氣流影響稱重。,解析：選C。鐵的氧化物為堿性氧化物，而鋅的氧化物為兩性氧化物。,1．鋅的電化學腐蝕 鋅的化學性質比鐵活潑，如果鍍鋅鐵皮的鋅鍍層被破壞，將在潮濕空氣中發(fā)生電化學腐蝕，殘留的鋅鍍層作為原電池的負極，鋅先被腐蝕。將鍍鋅鐵皮放到酸中時，發(fā)生原電池反應，電極反應如下： 負極 Zn－2e－===Zn2＋ 正極 2H＋＋2e－===H2↑ 待鋅在酸中完全溶解后，產生氫氣的速率顯著減慢,可以借此判斷鋅鍍層是否反應完全。,3．測定步驟,白鐵即鍍鋅鐵皮，某學習小組的三位同學為了測定鍍鋅層的厚度，提出了各自的設計方案。 Ⅰ.甲同學的方案是：先用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應掉，通過差量算出鋅的質量，然后再由查得的鋅的密度算出鋅層的體積，最后由體積除以鍍鋅鐵皮面積得鋅層厚度。 (1)配制1 mol·L－1的鹽酸100 mL，需取用36.5%(ρ＝1.81 g·cm－3)的鹽酸________mL；配制過程中要用到的玻璃儀器除量筒、燒杯、玻璃棒外，還有_____________________________。,(2)將相同大小相同厚度的普通鋅片和鍍鋅鐵皮放入兩支試管，各加入等量1 mol·L－1的鹽酸，觀察鍍鋅鐵皮比普通鋅片與鹽酸反應速率更快，產生此現象的原因是__________________________；在翻動橫放在燒杯中鍍鋅鐵皮時，發(fā)現溶液上方的鋅層變薄的速率比下方的鋅層快得多，其原因可能是________________________。 (3)判斷鍍鋅鐵皮表面鋅恰好反應的現象是 ______________________________________________________________。,Ⅱ.乙同學的意見及方案。 (1)意見：因為難以避免鐵會反應，所以甲同學測出鋅的厚度會________(選“偏大”或“偏小”)。 (2)方案：通過查閱資料，知道Zn(OH)2既可以和酸反應又可以和堿反應，于是設計了如下方案：,步驟③的操作是________________；若使用的鍍鋅鐵皮的質量為28.156 g，最后稱得灼燒后固體的質量為40.000 g，鍍鋅鐵皮長5.10 cm，寬5.00 cm，鋅的密度ρ＝7.14 g·cm－3，則鋅鍍層的單側厚度h為________cm。 Ⅲ.丙同學查得Fe(OH)2、Zn(OH)2開始沉淀的pH分別為6.5和5.6，認為也可以用容量法(即滴定法)檢測且準確度更高。該方法的要點是：準確稱取m g白鐵，加入過量c mol·L－1的鹽酸b mL，再用標準NaOH溶液滴定過量的鹽酸，為了防止生成沉淀，應選用的指示劑是________(選擇序號)。 a．酚酞 b．石蕊 c．甲基橙,【解析】 本題將本課題有關鍍鋅鐵皮鋅鍍層的厚度測定實驗進行了前伸后延式的考查。 Ⅰ.(1)是對物質的量濃度溶液配制的考查，非?；A；(2)是對鍍鋅鐵皮鋅鍍層的厚度測定實驗過程有關“異?！爆F象的解釋。鍍鋅鐵皮比普通鋅片與鹽酸反應速率更快，與電化學腐蝕有關；而溶液上方的鋅層變薄的速率比下方的鋅層快得多，需要從上方的鋅層與下方鋅層所處環(huán)境的不同，考慮下方鋅層反應產生的氣泡對反應的影響。 Ⅲ.丙同學則選用滴定法來進行實驗，在用標準NaOH溶液滴定過量的鹽酸時，為了防止生成沉淀,應選用在酸性范圍變色的甲基橙為指示劑。,【答案】 Ⅰ.(1)5.5 100 mL容量瓶、膠頭滴管 (2)鍍鋅鐵皮發(fā)生了原電池反應 下方的氣泡阻止了酸液與鋅層的接觸 (3)產生氣泡的速率明顯減慢 Ⅱ.(1)偏大 (2)過濾、洗滌 4.28×10－4 Ⅲ.c,變式訓練 某同學設計了測定鍍鋅鐵皮鍍層厚度的實驗方案，將單側面積為S、質量為m1的鍍鋅鐵皮放入6 mol·L－1 HCl溶液中，當氣泡產生速率顯著減小時，用水沖洗，烘干后稱量，得到質量為m2。下列說法錯誤的是( ) A．當鐵皮產生氣泡速率減慢時，立即取出鐵皮，不沖洗就用酒精燈加熱烘干，鐵皮可能繼續(xù)與殘留的酸反應，導致實驗結果偏高 B．實驗過程中產生氣泡的速率先慢，然后逐漸加快，再顯著減緩，這是原電池和溫度共同影響的結果,水果中維生素C含量的測定 1．實驗原理 維生素C具有強還原性，它可將碘單質還原為碘離子。利用這一反應，可以通過實驗測定果汁中維生素C的含量。 C6H8O6＋I2―→C6H6O6＋2HI,維生素C是一種水溶性維生素(其水溶液呈酸性)，它的分子式是C6H8O6，人體缺乏這種維生素會得壞血癥，所以維生素C又稱抗壞血酸。維生素C在空氣中易被氧化，新鮮的水果、蔬菜、乳制品中都富含維生素C。某校課外活動小組測定了某牌子的軟包裝橙汁中維生素C的含量。下面是測定實驗分析報告。(請?zhí)顚懴铝锌瞻?,(1)實驗目的：測定××牌軟包裝橙汁中維生素C的含量。 (2)實驗原理：C6H8O6＋I2―→C6H6O6＋2H＋＋2I－ (3)實驗用品及試劑 ①儀器和用品：(自選，略) ②試劑：測定樣品中維生素C的指示劑________(填名稱)、濃度為7.50×10－3 mol·L－1標準碘溶液、蒸餾水等。 (4)實驗過程 ①洗滌儀器，檢查滴定管是否漏液，潤洗后裝好標準碘溶液待用。,②打開橙汁包裝，目測顏色：橙黃色；配制溶液，目測橙清度：好。用________(填儀器名稱)向錐形瓶中移入20.00 mL待測橙汁，滴入2滴指示劑。 ③用左手控制滴定管的________(填部位)，右手搖動錐形瓶，眼睛注視________________，直到滴定終點。滴定至終點的現象是________________________________。重復上述操作一次。,(5)數據記錄與處理(請設計數據記錄和處理的表格,不必填數據)。 若經數據處理，滴定中消耗標準碘溶液的體積是15.00 mL，則此橙汁中維生素C的含量是________mg·L－1。 (6)問題討論：滴定時能否劇烈搖動錐形瓶？為什么？,【思路點撥】,【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) 錐形瓶中溶液顏色的變化 溶液變藍且半分鐘內不褪色 (5)數據記錄與處理的表格,990 (6)不能劇烈搖動錐形瓶，劇烈搖動錐形瓶會增大溶液與空氣接觸面積，使維生素C被氧化，影響測定結果。,