(浙江专用)2018年高中化学专题6物质的定量分析课题2镀锌铁皮锌镀层厚度的测定教学案苏教版选修6.doc
《(浙江专用)2018年高中化学专题6物质的定量分析课题2镀锌铁皮锌镀层厚度的测定教学案苏教版选修6.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《(浙江专用)2018年高中化学专题6物质的定量分析课题2镀锌铁皮锌镀层厚度的测定教学案苏教版选修6.doc(14页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、1课题 2 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定浙江选考加试要求1电子天平的使用。2镀锌铁皮锌镀层厚度测定的原理(与酸或碱反应)和操作流程。3实验数据的处理和测定过程中产生误差的原因分析。锌的电化学腐蚀用化学方法测定镀锌铁皮镀层厚度是原电池、电解及电镀知识的迁移和应用。当将镀锌铁皮放到酸中时,能迅速形成原电池,同时产生大量的氢气。其中锌是负极,铁是正极,电极反应如下: 负极:Zn2e =Zn2 ;正极:2H 2e =H2。当锌完全溶解后,铁与酸反应产生氢气的速率会显著减慢,并以此作为判断锌镀层是否完全反应掉的依据。器材与原理 相关器材 烧杯(培养皿)、酒精灯、火柴、三脚架、石棉网、镊子、玻璃棒、尺(精度为
2、 0.1 cm)、电子天平(精度为 0.001 g)。1.学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,能根据实验条件比较方案的优劣。2学会用化学方法测镀锌铁皮锌镀层厚度。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。4通过实验了解镀锌铁皮锌镀层厚度测定基本思路,学习用化学定量分析方法解决实际问题,学习科学研究的方法和误差分析的方法。 实验要素先知道实验过程详剖析2 相关原理(1)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验现象是产生氢气速率显著变慢,其依据是锌反应完原电池作用消
3、失,铁和酸反应减慢。(2)结合计算公式: h ,本实验产生误差的主要原因有:镀锌铁片长、宽测量;m1 m22 S反应前后铁皮质量称量;终点判断;反应后铁皮洗涤;铁皮未烘干。措施:提高测量工具的精密度,减小系统误差。重复测量三次,取平均值,减小偶然误差。(3)测定锌镀层质量的其他方法为了减缓露置在空气中的铁的电化学腐蚀,在铁皮表面往往镀上一薄层锌,通常称“白铁皮” 。 “白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一。锌镀层是铁皮的保护膜,这层膜的厚度及均匀度是判断镀层质量的重要指标。方案 1:原理Zn 能溶于强碱溶液中,但铁不与强碱反应。反应的化学方程式为Zn2NaOH2H 2O=Na
4、2Zn(OH)4H 2。过程称量镀锌铁皮的总质量,然后将镀锌铁皮投入足量的 NaOH 溶液中,使其反应完全后,取出铁皮,用水冲洗,烘干称量,通过称量反应前后铁皮的质量,计算两者的质量差,即为锌镀层的质量。方案 2:原理 Zn2HCl= =ZnCl2H 2,Fe2HCl= =FeCl2H 2。过程将镀锌铁皮投入足量的 6 molL1 盐酸中,使其完全溶解,通过测定生成 H2的体积,计算混合物中锌的质量。方案 3:原理 ZnFeSO 4=FeZnSO 4。过程将镀锌铁皮投入足量的 FeSO4溶液中,使其充分反应后,取出铁皮,用水冲洗、烘干后,称量,根据反应前后铁皮的质量差,计算锌镀层的质量。实验与
5、拓展 实验流程实验一:镀锌铁皮与盐酸的反应(1)取三块镀锌铁皮(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)用电子天平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 6 molL1 盐酸。反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,使铁皮两边锌镀层都充分反应。到反应速率突然减小时(产生气泡的速率变得3极慢),立即将未反应的铁片取出,用自来水冲洗掉附着的酸液。(4)将铁片放在石棉网上,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。实验二
6、:镀锌铁皮与氢氧化钠溶液的反应(1)取三块镀锌铁皮(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)用电子天平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,加入约 40 mL 6 molL1 氢氧化钠。反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,使铁皮两边锌镀层都充分反应,到反应速率为零(几乎不产生气泡)时,将未反应的铁皮取出,用自来水冲洗掉附着的碱液。(4)将铁片放在石棉网上,用酒精灯小火烘干,冷却后用电子天平称量。(5)分别用 B、C 重复进行实验步骤(3)、(4)。(6)根据实验所得数据,求出镀锌铁皮的镀锌铁皮的锌镀层厚度。 对点集训1在镀锌铁皮的锌镀
7、层厚度的测定过程中,下列操作会导致测定结果偏高的是( )A过早判断反应终点B过迟判断反应终点C锌在酸中溶解后,铁皮未烘干就去称重D在测定铁皮的面积时测得面积比铁皮的实际面积大解析:选 B 过迟判断反应终点导致部分铁溶解, m1 m2偏大而引起结果偏高。过早判断反应终点、铁皮未烘干就去称重则使 m1 m2偏小而引起结果偏低。2实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极,以稀 NaOH 溶液为电解质溶液构成的原电池,人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极,发生怎样的电极反应,进行了如下实验:如图,剪取约 8 cm 的镁条及大小相近的铝片,用砂纸去膜,使镁条与铝片分别与量程为
8、 500 A 的教学演示电表的“” 、 “”端相连接,迅速将两电极插入盛有 1 molL1 NaOH 溶液的烧杯中。开始,电表指针向右偏移约500 A,铝片表面有许多气泡,很快电流逐渐减小至 0;随后,指针向左偏移,且电流逐渐增大至约 400 A,此时,铝片表面气泡有所减少,但镁条表面只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象,回答下列问题:(1)开始阶段,原电池的正极是_(填“Mg”或“Al”)片;铝片表面产生的气泡是_;负极发生的反应是_。(2)随后阶段,铝片发生的电极反应式是_;镁条表面4只有极少量的气泡产生,其原因是:2H 2O2e =H22OH (极少),试判断此电极发生的主要反应是_;
9、铝片表面气泡有所减少,但未消失,产生这一现象的可能原因是_。解析:以镁条、铝片为电极,以稀 NaOH 溶液为电解质溶液构成的原电池,开始铝片表面有许多气泡,故此时铝片为原电池的正极,电流逐渐减小至 0;随后,指针向左偏移,且电流逐渐增大,铝片表面气泡有所减少,但镁条表面只有极少量的气泡产生。此时铝片为原电池的负极,电极反应式是 Al4OH 3e =AlO 2H 2O ,O 22H 2O4e =4OH 2;铝片表面气泡有所减少,但未消失,产生这一现象的可能原因是铝片中含有杂质构成原电池。答案:(1)Al H 2 Mg2OH 2e =Mg(OH)2(2)Al4OH 3e =AlO 2H 2O 2O
10、22H 2O4e =4OH铝片中含有杂质构成原电池3 “白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一。镀锌层犹如铁皮的保护层,这层膜的厚度及均匀度也成了判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮的厚度,设计了下面的实验方案:方案一:取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮),将镀锌铁皮 A 放入烧杯中,加入 40 mL 6 molL1 盐酸,反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,待锌镀层反应完全时,立即将未反应的铁皮取出,洗涤、小心烘干、称量。将 B、C 重复上面的实验。(1)锌镀层完全反应的标志是_。(2)如何检验铁片已经洗净_。(3)该小组的实验数据记录及数据处理如
11、下,完成下列表格(锌的密度为 7.14 gcm3 )数据记录 数据处理镀锌铁皮 长度/cm 宽度/cm镀锌铁片质量/g铁皮质量/g锌镀层厚度(单侧)/cm锌镀层平均厚度(单侧)/cmA 5.00 4.90 4.460 4.313 4.201104B 5.10 5.00 4.421 4.267 4.229104C 5.20 5.00 4.640 4.467 4.660104计算镀锌铁皮锌镀层平均厚度(单侧)_cm。本实验中产生误差的地方可能有哪些(任意列举两种)_、_。方案二:已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为Zn2OH 2H 2O=Zn(OH)42 H 2。某同学按下图装置设计了测定镀锌铁皮镀
12、层厚度的实验方案,将单侧面积为 S cm2、5质量为 m g 的镀锌铁皮放入 6 molL1 NaOH 溶液中。回答下列问题:(4)装置中导管 a 的作用是_。(5)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:记录 C 的液面位置;待 B 中不再有气体产生并恢复至室温;由 A 向 B 中滴加足量 NaOH 溶液;上下移动 C,使干燥管和 C 中液面相平。上述操作的顺序是_(填序号)。(6)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为 V1 mL、 V2 mL(实验条件下的气体摩尔体积为 Vm molL1 )。则镀锌铁皮的厚度为_cm。(写出数学表达式)解析:(1)当锌镀层完全反应
13、后就是铁与盐酸反应,由于锌和铁的活泼性不同,反应速率就不同。(2)从溶液中取出的铁片必然带有盐酸及其盐,当洗净时也就是不再含有盐酸及其盐,所以检验铁片是否洗净就是检验氯离子。(3)由三组所列锌镀层厚度数据来看,第三组数据与另两组有较大差距,应舍去,取前两组数据取平均值得 4.215104 cm;本实验中产生误差的地方可能有:长度的测量,质量的测量,恰好反应的判断,反应后铁皮的洗涤是否干净、烘干是否彻底等。(4)随着分液漏斗内的液体不断流下,其内部的气体体积变大,压强变小,不利于液体流下,故用导管 a 平衡压强,使液体顺利流下。(5)本实验的关键是测量气体的体积。根据此装置的原理,应两次记录 C
14、 中的读数,取其差值就是所得气体的体积,所以第一步就应该是。(6) V(H2)( V2 V1)mL, n(Zn) n(H2)( V2 V1)/(1 000Vm), m(Zn)65 gmol1 n(Zn),锌的密度是 7.14 gcm3 , V(Zn) m(Zn)/7.14,由于铁片表面有上、下两层,所以每一层的厚度 d V(Zn)/2S,代入即得。答案:(1)反应速率突然减小(2)取最后一次洗涤液,加 AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则铁片已洗净(或用玻璃棒蘸取最后一次洗涤液,滴在蓝色石蕊试纸上,若不变红色,则铁片已洗净)(3)4.215104 镀锌铁片长、宽测量;反应前后铁皮质量称量;终点
15、判断;反应后铁皮洗涤;铁皮未烘干(4)使分液漏斗和锥形瓶内气压相同,以便于 NaOH 溶液能顺利滴下(5)(回答也可)(6)dV2 V11 000Vm652S7.14 拓展实验水果中维生素 C 含量的测定61实验原理(1)维生素 C 又称为抗坏血酸,具有强还原性,在酸性溶液中,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。(2)用医用维生素 C 片配制一定浓度( a mgL1 )的维生素 C 标准溶液。向一定体积的维生素 C 标准溶液中滴加稀碘水,用淀粉溶液作指示剂,至加入碘水溶液呈蓝色且半分钟内不褪色为止,记录加入碘水的体积( V1)。(3)在相同体积的果
16、汁中,用淀粉溶液作指示剂,滴加相同浓度的碘水,记录溶液显蓝色且半分钟内不褪色时消耗碘水的体积( V2)。根据两次反应消耗碘水体积的比值,可粗略测定出水果中维生素 C 的含量。维生素 C 的含量 a。V2V1(4)蔬菜或果汁中还存在其他的还原性物质,它们在上述反应条件下也能将碘还原。上述实验将蔬菜、水果中还原性物质的总量都折算为维生素 C 的含量。2相关问题维生素 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易得坏血症,所以维生素 C 又称抗坏血酸。维生素 C 易被空气中的氧气氧化。在新鲜水果、蔬菜、乳制品中都含有维生素 C,如新鲜橙汁中维生素 C 的
17、含量在 500 mgL1 左右。校课外活动小组测定了某品牌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,请填写有关空白。(1)测定目的:测定牌软包装橙汁维生素 C 含量。(2)测定原理:C 6H8O6I 2 C 6H6O62H 2I (3)实验用品及试剂:仪器和用品:(自选,略) 试剂:指示剂_(填名称)、浓度为 7.50103 molL1 标准碘溶液、蒸馏水等。(4)实验过程: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 打开橙汁包装,目测:颜色橙黄色,澄清度好,用_(填仪器名称)向锥形瓶中量入 20.00 mL 待测橙汁,滴入 2 滴指示剂 用左手控制滴定管的_(填部
18、分),右手摇动锥形瓶,眼睛注视_,滴定终点现象是_ 。(5)数据记录与处理:(设计数据记录和数据的表格,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_ mgL1 。(6)问题讨论:滴定时能否剧烈摇动锥形瓶?为什么?7答:_。从分析数据看,此软包装橙汁是否是纯天然橙汁( )A是 B可能是 C不是制造商采用的做法是( )A加水稀释天然橙汁B橙汁已被浓缩C将维生素作为添加剂对于上述做法,你的意见是( )A同意 B不同意 C调查后再作结论解析:据测定原理:C 6H8O6I 2 C 6H6O62H 2I 指示剂用淀粉溶液,颜色由无色变为蓝色;因
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
2000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 浙江 专用 2018 年高 化学 专题 物质 定量分析 课题 镀锌 铁皮 镀层 厚度 测定 教学 案苏教版 选修 DOC

链接地址:http://www.mydoc123.com/p-1195354.html