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課題2 鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測(cè)定,一、鋅的電化學(xué)腐蝕 鋅的化學(xué)性質(zhì)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(xué)腐蝕,殘留的鋅鍍層作為原電池的負(fù)極,鋅先被腐蝕。將鍍鋅鐵皮放到酸中時(shí),發(fā)生原電池反應(yīng),來(lái)溶解鐵皮表面的鋅鍍層,電極反應(yīng)如下: 待鋅在酸中完全溶解后,產(chǎn)生氫氣的速率顯著減慢,可以借此判斷鋅鍍層是否反應(yīng)完全。,鐵和鋅的化學(xué)性質(zhì)有何不同? 提示鐵和鋅化學(xué)性質(zhì)的不同主要有:①鋅的金屬性比鐵活潑。②鋅能與NaOH溶液反應(yīng),鐵不能。③鐵的氧化物為堿性氧化物,而鋅的氧化物為兩性氧化物;氫氧化鋅是兩性氫氧化物。氫氧化鋅還能溶于氨水:Zn(OH)2+4NH3(溶液) [Zn(NH3)4](OH)2。,,,,,,,二、鍍鋅層厚度的測(cè)定 稱量與酸反應(yīng)前后鐵皮的質(zhì)量(分別為m1、m2),兩者之差就是鋅鍍層的質(zhì)量(m1-m2),則鋅鍍層的總體積為 若已知鋅鍍層單側(cè)面積為S(可測(cè)),鋅鍍層單側(cè)厚度為h,則V=2hS。,三、電子天平的一般操作方法 通電預(yù)熱一定時(shí)間;調(diào)整水平,待零點(diǎn)顯示穩(wěn)定后,用電子天平配套的標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行校準(zhǔn);取下標(biāo)準(zhǔn)砝碼,零點(diǎn)顯示穩(wěn)定后即可進(jìn)行稱量;當(dāng)天平顯示的稱量值達(dá)到所需要求且不變時(shí),表示稱量完成;輕按開關(guān)按鈕,關(guān)閉天平,拔下電源插頭。,,,,,,,,,,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,鋅鍍層質(zhì)量測(cè)定的方法 【例題1】 白鐵即鍍鋅鐵皮,某學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)為了測(cè)定鋅鍍層的厚度,提出了各自的設(shè)計(jì)方案。 Ⅰ.甲同學(xué)的方案:先用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應(yīng)掉,通過差量算出鋅的質(zhì)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,觀察到鍍鋅鐵皮比普通鋅片與鹽酸反應(yīng)速率更快,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是 ;在翻動(dòng)橫放在燒杯中的鍍鋅鐵皮時(shí),發(fā)現(xiàn)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(yīng)的現(xiàn)象是 。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,Ⅱ.乙同學(xué)的意見及方案。 (1)意見:因?yàn)殡y以避免鐵會(huì)反應(yīng),所以甲同學(xué)測(cè)出鋅的厚度會(huì) (填“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(yīng)又可以和堿反應(yīng),于是設(shè)計(jì)了如下方案: 步驟③的操作是 ;若使用的鍍鋅鐵片的質(zhì)量為28.156 g,最后稱得灼燒后固體的質(zhì)量為40.000 g,鍍鋅鐵皮長(zhǎng)5.10 cm,寬5.00 cm,鋅的密度ρ=7.14 g·cm-3,則鋅鍍層的厚度為 cm。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,Ⅲ.丙同學(xué)查得Fe(OH)2、Zn(OH)2開始沉淀的pH分別為6.5和5.6,認(rèn)為也可以用容量法(即滴定法)檢測(cè)且準(zhǔn)確度更高。該方法的要點(diǎn)是:準(zhǔn)確稱取m g白鐵,加入過量c mol·L-1的鹽酸b mL,再用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定過量的鹽酸,為了防止生成沉淀,應(yīng)選用的指示劑是 (選擇序號(hào))。 a.酚酞 b.石蕊 c.甲基橙,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,解析Ⅰ.(1)是對(duì)一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的考查;(2)是對(duì)鍍鋅鐵皮鋅鍍層的厚度測(cè)定實(shí)驗(yàn)過程有關(guān)“異?！爆F(xiàn)象的解釋。鍍鋅鐵皮比普通鋅片與鹽酸反應(yīng)速率更快,與電化學(xué)腐蝕有關(guān);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(yīng)產(chǎn)生的氫氣泡對(duì)反應(yīng)的影響。Ⅲ.丙同學(xué)則選用滴定法來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定過量的鹽酸時(shí),為了防止生成沉淀,應(yīng)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(yīng) 下方的氣泡阻止了酸液與鋅層的接觸 (3)產(chǎn)生氣泡的速率明顯下降 Ⅱ.(1)偏大 (2)過濾、洗滌 4.28×10-4 Ⅲ. c,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,【針對(duì)訓(xùn)練1】 (2016浙江海寧中學(xué)檢測(cè))在鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度的測(cè)定過程中,下列操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高的是( ) A.過早判斷反應(yīng)終點(diǎn) B.過遲判斷反應(yīng)終點(diǎn) C.鋅在酸中溶解后,鐵皮未烘干就去稱量 D.在測(cè)定鐵皮的面積時(shí)測(cè)得面積比鐵皮的實(shí)際面積大 答案B,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,準(zhǔn)確測(cè)定氣體質(zhì)量或氣體體積的方法 【例題2】 為了測(cè)定m g氫氧化鈉和碳酸鈉固體混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),甲、乙兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案: (一)甲同學(xué)的方案是:將樣品溶解,加過量氯化鋇溶液,過濾洗滌,取沉淀烘干,稱量得固體n g。 (1)混合物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(用m、n表示) 。 (2)甲同學(xué)洗滌沉淀的操作是 。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,(二)乙同學(xué)的方案如圖所示: (1)根據(jù)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置圖分析,在每次實(shí)驗(yàn)中,完成測(cè)定過程至少要進(jìn)行 次稱量操作。 (2)他重復(fù)正確操作了三次,結(jié)果數(shù)據(jù)出現(xiàn)了較大的偏差,你認(rèn)為主要原因可能是(只寫三個(gè)): ① ; ② ; ③ 。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,解析此題考查的是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作、分離實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)和改進(jìn)及根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算等知識(shí)要點(diǎn)。 (一)(1)根據(jù)Na2CO3 ~ BaCO3 106 197 m(Na2CO3) n g (2)洗滌沉淀的操作中絕對(duì)不能用玻璃棒攪拌,否則會(huì)將濕潤(rùn)的濾紙弄破。 (3)因?yàn)闇y(cè)定的數(shù)值越小,出現(xiàn)的誤差會(huì)越大,故選用BaCl2與之反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀,又因?yàn)镃aCl2與之反應(yīng)會(huì)有微溶于水的Ca(OH)2生成,使該實(shí)驗(yàn)的誤差更大。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,(二)(1)2 (2)①裝置中原有的空氣中的二氧化碳?xì)怏w沒有排出,也被堿石灰吸收 ②反應(yīng)完成后,裝置中的二氧化碳沒有全部被堿石灰吸收 ③空氣中的水蒸氣和二氧化碳被堿石灰吸收 ④每次加入硫酸的量不同,若硫酸的量不足不能使所有的碳酸鈉都發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生的二氧化碳的量小于理論值,則可能造成誤差(任選三個(gè)),知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,注意對(duì)經(jīng)?？疾榈囊韵隆安僮鳌钡恼_敘述:,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,【針對(duì)訓(xùn)練2】 根據(jù)下面給出的藥品和實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),粗略測(cè)定由銅和鋅兩種金屬組成的合金——黃銅中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(黃銅已加工成粉末)。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,藥品:稀硫酸、濃硫酸、氧化銅。 實(shí)驗(yàn)裝置:另有托盤天平可用。 根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案回答下列問題: (1)你選用的藥品是 。 (2)你選用的實(shí)驗(yàn)裝置有(填裝置編號(hào)) 。若需要組裝,則連接的順序是(用裝置接口處的編號(hào)表示) ( 若不需要組裝,則不填)。 (3)稱取a g黃銅粉樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中你測(cè)定的其他有效數(shù)據(jù)是 。 A.生成H2的體積b L B.反應(yīng)前儀器和藥品的質(zhì)量c g C.反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量d g D.反應(yīng)后儀器和藥品的質(zhì)量e g (4)計(jì)算合金中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,知識(shí)點(diǎn)一,知識(shí)點(diǎn)二,答案(1)稀硫酸 (2)方案一:A、E、F ①⑧⑨⑦ 方案二:A 方案三:A、G (3)方案一:A 方案二:B、D 方案三:C,