镀锌铁皮镀锌层厚度的测定.
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专题六 物质的定量分析
苏教版《实验化学》
课题2 镀锌铁皮镀锌层厚度的测定
你知道造成这种现象的原因吗?
有些盛放食品的铁罐是用“马口铁”(镀锡铁皮)制的, 当“马口铁”铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易 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白 铁皮(镀锌铁皮)制成的,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 被锈蚀。
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
ZnCl2＋4NaOH ＝ Na2Zn(OH)4＋2NaCl
方案4.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的NaOH溶液 中，充分反应后，取出铁片，洗涤、烘干后称量。
Zn ＋2NaOH ＝ Na2ZnO2＋ H2↑
Zn ＋2NaOH+2H2O ＝ Na2Zn(OH)4＋ H2↑
[测定目的]测定××牌软包装橙汁上维生素C的含量｡ [测定原理]C6H8O6+I2―→C6H6O6+2H++2I-｡
[实验用品及试剂] (1)仪器和用品:(自选,略)｡
(2)试剂:指示剂___淀__粉___(填名称)､浓度为7.50×10-3 mol·L-1标准碘溶液､蒸馏水等｡
[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
量(其差值即为H2的质量)实现探究目标｡实验同样使用仪
器C｡ (6)从实验误差角度分析,方案丙__劣__于____方案乙(填“优于”
､“劣于”或“等同于”)｡ 反应放热，导致水的挥发，且氢气的质量小，造成误差很大。
3.校课外化学活动小组测定了某牌子的软包装橙汁上维生素 C(分子式是C6H8O6)的含量｡下面是测定实验分析报告｡请填 写有关空白:
[数据记录与处理](请在下面空白处设计数据处理的表格, 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 __9_9_0_____mg·L-1｡
样品体
标准碘液体积
积/mL 滴定前 滴定后 消耗体积 平均值
第一次
第二次
解析:根据C6H8O6+I2―→C6H6O6+2H++2I-,则 n(C6H8O6)=n(I2)=0.015 L×7.50×10-3 mol·L1=1.125×10-4mol, m(C6H8O6)=1.125×10-4 mol×176 g·mol-1×1000 mg·g-1=19.8 mg,故
反应所需时间 太长；测量氢气 体积易产生误差
E F
方案2.将一定质量的镀锌铁皮（W1）投入到足量的 FeSO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗净、烘干、 称量（W2），计算铁皮上的锌的质量。
Zn ＋ FeSO4 ＝ ZnSO4 ＋ Fe
65
56
W
△W
9 W1－W2
锌与铁的活动性
差异不大，反应几 乎难以进行。
负极：Zn －2e－ ＝ Zn2+ 正极：2H+ ＋2e－ ＝ H2↑
开始：产生氢气速率较快（原电池原理）
后期：产生氢气速率显著减慢（原电池消失）
实验原理
1.锌电化学腐蚀（P82） 现象：
镀锌铁皮在HCl中产生H2的速率由 快转慢,颜色变暗。
镀锌层溶解前
镀锌层溶解后
准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若 判断过早则锌溶解不完全；判断过迟会使部分铁 溶解，这样都会使实验的准确度下降。
如何测定镀锌层厚度和镀锌量？
镀锌铁皮锌镀层厚度的测定原理
通过适当的途径与方法，测定出 镀锌铁皮中锌的质量（mZn)，然后根 据mZn＝2 h s xρ,计算求得镀锌层的 厚度h
方案1.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，通过测量氢气的体积，计算铁皮 上的锌的质量。 （1）下列装置中不能用于测量气体体积的装置是
题型 镀锌铁皮镀层厚度的测定
【例题】为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数ω(Zn) 和镀层厚度,查询得知锌易溶于强 碱:Zn+2NaOH+2H2O===Na2[Zn(OH)4]+H2↑｡据此,截取 面积为S的双面镀锌薄铁板试样,剪碎､称得质量为m1g ｡用固体烧碱和水作试剂,拟出下列实验方案并进行 相关实验｡可选用的仪器装置如下图｡
待用｡ (2)打开橙汁包装,目测:颜色——橙黄色,澄清度——好｡用
______酸__式__滴__定__管_(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____活__塞____(填部位),右手摇动锥形 瓶,眼睛注视_____锥__形__瓶__中__溶__液__颜__色__的__变__化__,直到滴定终 点,滴定到终点的现象是___溶__液__显__蓝__色__且__半__分__钟__内__不__褪｡ 色
检索咨询
牺牲阳极的阴极保护
在被保护的金属器件上 附着一 种更易失去电子的金属或合金的方法， 称为“牺牲阳极的阴极保护”。这种 方法 可以应用于防止水下的船壳、 钢铁设备和地下管道的腐蚀。
镀锌量标准值： 镀锌量是表示镀锌板锌层厚度的一个普遍采用 的有效方法。有两面镀锌量相同（即等厚镀锌） 和两面镀锌量不同（即差厚镀锌）两种。 镀锌量的单位为g/m2。
操作简单，但反 应速率过慢，时 间较长。
方案5.将一定质量的镀锌铁皮与另一纯铁片用导线连接， 放入H2SO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗涤、烘 干后称量。
负极：Zn －2e－ ＝ Zn2+
正极：2H+ ＋2e－ ＝ H2↑
Fe
Fe－Zn
H2SO4溶液
设计较为合理。
教材实验原理分析
本实验利用镀锌铁皮被腐蚀前后的质量 差(△m)以及锌的密度(ρ)和镀锌铁皮单侧的 面积(S)并结合公式 h =△m/(2ρS)来测定镀 锌铁皮的锌镀层厚度。
方案甲:通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究 目标｡
(1)选用B和_____D___(填仪器标号)两个装置进行实验｡ (2)测得充分反应后生成氢气的体积为VL(标准状
况),ω(Zn)=_____6_5_V_｡ (或 2.9V 等其他合理答案) (3)计算镀层厚度,还22需.4检m1测的一m1个物理量是___金__属__锌_｡的密度 (4)若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,测量结果
将___偏__大___(填“偏大”､“偏小”或“无影响”)｡
气体发生装置内的气压大于大气压，所以偏大
方案乙:通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标｡选
用仪器C做实验,试样经充分反应,滤出不溶物､洗涤､烘干,
称得其质量为m2g｡ (5)ω(Zn)=____m_1_m_1_m｡2 方案丙:通过称量试样与碱反应前后仪器､试样和试剂的总质
判断反应终点的实验现象：产生氢气显著减慢。
原因：锌在酸中完全溶解后，不能形成原电池，电化学
腐蚀消失，余铁与酸发生化学腐蚀，生成氢气速率减慢
2.锌镀层厚度 (h)测定（P82）
h =△m/(2ρS)
镀锌层总体积
V= △m/ρ=2hS
注：（P82）
①用__电__子__天__平___(_0_._0_0_1_g__)测量反应前后的质量
维生素C的含量为
19.8mg 990mggL1。 0.02L
镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）
负极：Fe －2e－ ＝ Fe2+
正极：H＋ ＋2e－ ＝ H2↑ 2H2O ＋ O2 ＋4e－ ＝ 4OH－
镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
负极：Zn －2e－ ＝ Zn2+ 正极：H＋ ＋2e－ ＝ H2↑
2H2O ＋ O2 ＋4e－ ＝ 4OH－
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
方案3.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NaOH溶液， 过滤、洗涤、烘干、灼烧沉淀，最后称量。
Zn ＋ 2HCl ＝ ZnCl2＋ H2↑ Fe ＋ 2HCl ＝ FeCl2＋ H2↑
ZnCl2＋4NaOH ＝ Na2ZnO2＋2NaCl ＋沉2淀H2O的获取 FeCl2＋2NaOH ＝ Fe(OH)2 ↓+ 2N和aC称l 量较为困 4Fe(OH)2+ O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3难，精度不高。
② 用_1__:_4_稀___硫___酸____来溶解铁皮表面的锌镀层
③用_直__尺___(_1_m_m_毫__米_)___来测量铁皮的面积
3.实验步骤
1.取样 2.称量m1 3.溶解.洗涤
4.烘干、称量 m2
5.重复2次 6.数据处理
记录与结论
数据记录
数据处理
铁片A，长 5.00 cm宽 5.06cm 铁片A，长 4.92cm宽4.90cm 铁片A，长 4.98cm宽5.00cm 镀锌铁片A，m1（Ａ）=5.464克 镀锌铁片B，m1（Ｂ）=5.255克 镀锌铁片C，m1（Ｃ）=5.429 铁片A，m２（Ａ）=5.322 铁片B，m２（Ｂ）=5.121 铁片C，m２（Ｂ）=5.290
镀锌 铁片
镀锌铁 片A
镀锌 铁片B 镀锌 铁片C
单侧厚 平均厚 相当平 度/mm 度/mm 均偏差
/%
0.0393
0.34%
0.0389 0.0391
Βιβλιοθήκη Baidu0.0391
操作要点及误差分析
1、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。 2、锌在酸中完全溶解后，产生氢气显著变慢，准确 判若断判锌断完过全早反则应会是使本锌实未验完最全重溶要解的－一－环（。偏小 ） 若过迟会使铁部分溶解－－（ 偏大） 3、数据的准确记录与处理及误差分析。 若铁片反应后进行洗涤，没有进行烘干就马上称量 （ ）偏小 若铁片取出烘干时间过长，则结果（偏小）
苏教版《实验化学》
课题2 镀锌铁皮镀锌层厚度的测定
你知道造成这种现象的原因吗?
有些盛放食品的铁罐是用“马口铁”(镀锡铁皮)制的, 当“马口铁”铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易 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白 铁皮(镀锌铁皮)制成的,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 被锈蚀。
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
ZnCl2＋4NaOH ＝ Na2Zn(OH)4＋2NaCl
方案4.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的NaOH溶液 中，充分反应后，取出铁片，洗涤、烘干后称量。
Zn ＋2NaOH ＝ Na2ZnO2＋ H2↑
Zn ＋2NaOH+2H2O ＝ Na2Zn(OH)4＋ H2↑
[测定目的]测定××牌软包装橙汁上维生素C的含量｡ [测定原理]C6H8O6+I2―→C6H6O6+2H++2I-｡
[实验用品及试剂] (1)仪器和用品:(自选,略)｡
(2)试剂:指示剂___淀__粉___(填名称)､浓度为7.50×10-3 mol·L-1标准碘溶液､蒸馏水等｡
[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
量(其差值即为H2的质量)实现探究目标｡实验同样使用仪
器C｡ (6)从实验误差角度分析,方案丙__劣__于____方案乙(填“优于”
､“劣于”或“等同于”)｡ 反应放热，导致水的挥发，且氢气的质量小，造成误差很大。
3.校课外化学活动小组测定了某牌子的软包装橙汁上维生素 C(分子式是C6H8O6)的含量｡下面是测定实验分析报告｡请填 写有关空白:
[数据记录与处理](请在下面空白处设计数据处理的表格, 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 __9_9_0_____mg·L-1｡
样品体
标准碘液体积
积/mL 滴定前 滴定后 消耗体积 平均值
第一次
第二次
解析:根据C6H8O6+I2―→C6H6O6+2H++2I-,则 n(C6H8O6)=n(I2)=0.015 L×7.50×10-3 mol·L1=1.125×10-4mol, m(C6H8O6)=1.125×10-4 mol×176 g·mol-1×1000 mg·g-1=19.8 mg,故
反应所需时间 太长；测量氢气 体积易产生误差
E F
方案2.将一定质量的镀锌铁皮（W1）投入到足量的 FeSO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗净、烘干、 称量（W2），计算铁皮上的锌的质量。
Zn ＋ FeSO4 ＝ ZnSO4 ＋ Fe
65
56
W
△W
9 W1－W2
锌与铁的活动性
差异不大，反应几 乎难以进行。
负极：Zn －2e－ ＝ Zn2+ 正极：2H+ ＋2e－ ＝ H2↑
开始：产生氢气速率较快（原电池原理）
后期：产生氢气速率显著减慢（原电池消失）
实验原理
1.锌电化学腐蚀（P82） 现象：
镀锌铁皮在HCl中产生H2的速率由 快转慢,颜色变暗。
镀锌层溶解前
镀锌层溶解后
准确判断锌完全反应是本实验最重要的一环。若 判断过早则锌溶解不完全；判断过迟会使部分铁 溶解，这样都会使实验的准确度下降。
如何测定镀锌层厚度和镀锌量？
镀锌铁皮锌镀层厚度的测定原理
通过适当的途径与方法，测定出 镀锌铁皮中锌的质量（mZn)，然后根 据mZn＝2 h s xρ,计算求得镀锌层的 厚度h
方案1.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，通过测量氢气的体积，计算铁皮 上的锌的质量。 （1）下列装置中不能用于测量气体体积的装置是
题型 镀锌铁皮镀层厚度的测定
【例题】为了探究镀锌薄铁板上锌的质量分数ω(Zn) 和镀层厚度,查询得知锌易溶于强 碱:Zn+2NaOH+2H2O===Na2[Zn(OH)4]+H2↑｡据此,截取 面积为S的双面镀锌薄铁板试样,剪碎､称得质量为m1g ｡用固体烧碱和水作试剂,拟出下列实验方案并进行 相关实验｡可选用的仪器装置如下图｡
待用｡ (2)打开橙汁包装,目测:颜色——橙黄色,澄清度——好｡用
______酸__式__滴__定__管_(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____活__塞____(填部位),右手摇动锥形 瓶,眼睛注视_____锥__形__瓶__中__溶__液__颜__色__的__变__化__,直到滴定终 点,滴定到终点的现象是___溶__液__显__蓝__色__且__半__分__钟__内__不__褪｡ 色
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牺牲阳极的阴极保护
在被保护的金属器件上 附着一 种更易失去电子的金属或合金的方法， 称为“牺牲阳极的阴极保护”。这种 方法 可以应用于防止水下的船壳、 钢铁设备和地下管道的腐蚀。
镀锌量标准值： 镀锌量是表示镀锌板锌层厚度的一个普遍采用 的有效方法。有两面镀锌量相同（即等厚镀锌） 和两面镀锌量不同（即差厚镀锌）两种。 镀锌量的单位为g/m2。
操作简单，但反 应速率过慢，时 间较长。
方案5.将一定质量的镀锌铁皮与另一纯铁片用导线连接， 放入H2SO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗涤、烘 干后称量。
负极：Zn －2e－ ＝ Zn2+
正极：2H+ ＋2e－ ＝ H2↑
Fe
Fe－Zn
H2SO4溶液
设计较为合理。
教材实验原理分析
本实验利用镀锌铁皮被腐蚀前后的质量 差(△m)以及锌的密度(ρ)和镀锌铁皮单侧的 面积(S)并结合公式 h =△m/(2ρS)来测定镀 锌铁皮的锌镀层厚度。
方案甲:通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究 目标｡
(1)选用B和_____D___(填仪器标号)两个装置进行实验｡ (2)测得充分反应后生成氢气的体积为VL(标准状
况),ω(Zn)=_____6_5_V_｡ (或 2.9V 等其他合理答案) (3)计算镀层厚度,还22需.4检m1测的一m1个物理量是___金__属__锌_｡的密度 (4)若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,测量结果
将___偏__大___(填“偏大”､“偏小”或“无影响”)｡
气体发生装置内的气压大于大气压，所以偏大
方案乙:通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标｡选
用仪器C做实验,试样经充分反应,滤出不溶物､洗涤､烘干,
称得其质量为m2g｡ (5)ω(Zn)=____m_1_m_1_m｡2 方案丙:通过称量试样与碱反应前后仪器､试样和试剂的总质
判断反应终点的实验现象：产生氢气显著减慢。
原因：锌在酸中完全溶解后，不能形成原电池，电化学
腐蚀消失，余铁与酸发生化学腐蚀，生成氢气速率减慢
2.锌镀层厚度 (h)测定（P82）
h =△m/(2ρS)
镀锌层总体积
V= △m/ρ=2hS
注：（P82）
①用__电__子__天__平___(_0_._0_0_1_g__)测量反应前后的质量
维生素C的含量为
19.8mg 990mggL1。 0.02L
镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）
负极：Fe －2e－ ＝ Fe2+
正极：H＋ ＋2e－ ＝ H2↑ 2H2O ＋ O2 ＋4e－ ＝ 4OH－
镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
负极：Zn －2e－ ＝ Zn2+ 正极：H＋ ＋2e－ ＝ H2↑
2H2O ＋ O2 ＋4e－ ＝ 4OH－
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
方案3.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NaOH溶液， 过滤、洗涤、烘干、灼烧沉淀，最后称量。
Zn ＋ 2HCl ＝ ZnCl2＋ H2↑ Fe ＋ 2HCl ＝ FeCl2＋ H2↑
ZnCl2＋4NaOH ＝ Na2ZnO2＋2NaCl ＋沉2淀H2O的获取 FeCl2＋2NaOH ＝ Fe(OH)2 ↓+ 2N和aC称l 量较为困 4Fe(OH)2+ O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3难，精度不高。
② 用_1__:_4_稀___硫___酸____来溶解铁皮表面的锌镀层
③用_直__尺___(_1_m_m_毫__米_)___来测量铁皮的面积
3.实验步骤
1.取样 2.称量m1 3.溶解.洗涤
4.烘干、称量 m2
5.重复2次 6.数据处理
记录与结论
数据记录
数据处理
铁片A，长 5.00 cm宽 5.06cm 铁片A，长 4.92cm宽4.90cm 铁片A，长 4.98cm宽5.00cm 镀锌铁片A，m1（Ａ）=5.464克 镀锌铁片B，m1（Ｂ）=5.255克 镀锌铁片C，m1（Ｃ）=5.429 铁片A，m２（Ａ）=5.322 铁片B，m２（Ｂ）=5.121 铁片C，m２（Ｂ）=5.290
镀锌 铁片
镀锌铁 片A
镀锌 铁片B 镀锌 铁片C
单侧厚 平均厚 相当平 度/mm 度/mm 均偏差
/%
0.0393
0.34%
0.0389 0.0391
Βιβλιοθήκη Baidu0.0391
操作要点及误差分析
1、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。 2、锌在酸中完全溶解后，产生氢气显著变慢，准确 判若断判锌断完过全早反则应会是使本锌实未验完最全重溶要解的－一－环（。偏小 ） 若过迟会使铁部分溶解－－（ 偏大） 3、数据的准确记录与处理及误差分析。 若铁片反应后进行洗涤，没有进行烘干就马上称量 （ ）偏小 若铁片取出烘干时间过长，则结果（偏小）