镀锌铁皮厚度测定LQ

镀锌铁皮厚度测定LQ 课2 镀锌铁皮镀层厚度的测定 一、实验的基本原理 本实验利用镀锌铁皮腐蚀前后的质量差(?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。 二、实验关键点 1、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。 2、如何判断镀锌铁皮锌片恰好反应完，铁片基本没反应 3、数据的准确记录与处理及误差分析。 三、如何把握实验关键点 此课题本人做了三个实验: 实验一:镀锌铁皮与盐酸的反应 实验原理:镀锌铁皮在盐酸中构成原电池，锌与盐酸先反应，当反应气泡迅速减少时，锌已基本反应完。 实验样品:镀锌铁皮(约5cm×5cm)3片 仪器: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0.1cm)，电子天平(精度为0.001g)。 -1L盐酸 试剂:6mol? 实验步骤: 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。 -13(将镀锌铁皮A放入烧杯中，加入约40mL 6mol?L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极慢)，立即将未反应的铁皮取出，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。 记录与结论 数据记录 数据处理 镀锌铁皮A，长4.94，宽4.9 cm 镀锌铁皮 镀锌铁皮厚度 锌镀层平均厚相对平均差 —-------- /% 镀锌铁皮B，长5.05cm，宽5.0 cm (单侧)/cm 度(单侧)/cm -------- 镀锌铁皮C，长5.05cm，宽4.9 cm ---—---4 m 镀锌铁皮A 7.348×10 镀锌铁皮A，m(A)=--2.455g 1----- -4-4 镀锌铁皮B，m(B)=2.508g m 7.334×10m 镀锌铁皮B 7.239×101---- 0.864% 镀锌铁皮C，m(C)=2.500g 1------ 镀锌铁皮A，m(A)=2.201g 2--4镀锌铁皮C 7.415×10m 镀锌铁皮B，m(B)=2.247g 2------ 镀锌铁皮C，m(C)=2.238g镀 2----- 附录象 实验二:镀锌铁皮与氢氧化钠溶液的反应 实验原理:锌能溶于强碱溶液而铁不能与强碱溶液反应，反应的化学反应方程式为: Zn + 2NaOH + 2HO=== Na[Zn(OH)] + H? 2224 实验步骤: 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。 -13(将镀锌铁皮A放入烧杯中，加入约40mL 6mol?L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。 实验数据如下: 数据记录 数据处理 镀锌铁皮A，长5.0，宽5.0 cm 镀锌铁皮 镀锌铁皮厚度 锌镀层平均厚相对平均差 ——---- /% 镀锌铁皮B，长5.1cm，宽5.0 cm (单侧)/cm 度(单侧)/cm -------- 镀锌铁皮C，长5.05cm，宽5.05 cm ----4 m 镀锌铁皮A 7.031×10 镀锌铁皮A，m(A)=--2.508g 1-----4 7.012×10m 镀锌铁皮B，m(B)=2.519g 1-----4镀锌铁皮B 6.975×10m 0.347% 镀锌铁皮C，m(C)=2.511g 1------ 镀锌铁皮A，m(A)=2.257g 2- 镀锌铁皮B，m(B)=2.265g -42------镀锌铁皮C 7.029×10m 镀锌铁皮C，m(C)=2.255g镀 2----- 附照片 问题和讨论: 由于实验一镀锌铁皮中的锌和铁都能与盐酸反应,所以锌与盐酸是否恰好完全反应比较难判断,不同的实验者会有比较大的偏差，因此，实验误差大。而实验二锌与强碱溶液而铁不能与强碱溶液反应可以使锌充分反应,不存在是否完全反应的判断问题，比较精确。但时间比较长，每反应一次就需要大约45分钟时间。为解决既能准确判断又在短时间内完成，实验做了少许改进。在实验一的酸溶液中加几滴双氧水。若出现明显黄色，则说明锌层已反应完。 实验三 镀锌铁皮与滴加双氧水的盐酸的反应 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。 -13(在40mL 6mol?L盐酸中先滴几滴双氧水，再将镀锌铁皮A放入烧杯中， 当反应液中有黄色出现时，立即取出铁片，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。 实验数据如下: 数据记录 数据处理 镀锌铁皮A，长5.03，宽5.0 cm 镀锌铁皮 镀锌铁皮厚度 锌镀层平均厚相对平均差 ——---- /% 镀锌铁皮B，长5.1cm，宽5.0 cm (单侧)/cm 度(单侧)/cm -------- 镀锌铁皮C，长5.05cm，宽4.9 cm ------4 m 镀锌铁皮A 6.989×10 镀锌铁皮A，m(A)=--2.512g 1------4 6.995×10m 镀锌铁皮B，m(B)=2.520g 1-----4镀锌铁皮B 6.948×10m 0.500% 镀锌铁皮C，m(C)=2.500g 1------ 镀锌铁皮A，m(A)=2.261g 2- 镀锌铁皮B，m(B)=2.267g -42------镀锌铁皮C 7.047×10m 镀锌铁皮C，m(C)=2.251g镀 2----- 附录象 四、实验注意事项 1、电子天平要小心使用:因电子天平属精密仪器，应要求学生小心使用防止损坏。 2、电子天平要准确读数:由于电子天平精密度高，稍有影响(比如对着它大声说话)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，天平显示数据稳定下来 后再读数。 3、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，都会使后续实验丧失意义。 五、一些思考 5(1 根据教材提供的材料，回顾本人做的三个实验，“实验一”反应迅速，耗时短;实验原理简单易理解等。但终点判断不很容易，实验误差相对较大。“实验二”我把它作为 判定镀锌层厚度的基准实验。实验原理简单，但费时。而且经过实验，发现该实验也不很精确。有的老师认为铁不与氢氧化钠反应，反应时间长一些，可以确保锌层的反应完全， 3+从而确保精确度。通过实验后发现反应的溶液中有大量的Fe，说明合金上的铁元素也参与了反应)，致使锌层会变厚，精确度下降。“实验三”反应迅速，耗时短;实验原理简单易理解等。且终点容易判断，实验误差相对较小。根据原电池原理，只要有锌存在，铁不可能参 2+与反应。但实际上铁肯定要参与反应，只是少一些反应，所以Fe很快会产生，但看不到黄 3+色。当出现黄色时，说明有较多的Fe，说明有大量的铁开始参与反应，此时说明锌已反应完。立即取出，误差较小。 5(2 借签省级材料，使用螺旋测微仪也是一个较好的。螺旋测微仪精确到0(,,,,，因此可以读数到,(,,,,,。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1/2即为镀锌铁皮的锌镀层厚度 (h)。具体比较见下。 2数据镀锌铁皮 质量(g) 面积(mm) 厚度*(mm) 记录 反应前 ,(,,, ,,,, 0.,,, 反应后 ,(,,, o.,,, 3 锌镀层厚度(mm) 依据 h =?m/(2ρS)(锌的密度ρ=7.14g/cm) 3数据 h =(,.,6,,,.,,0)/(2?7.14?10?,,,,)=0.0,,1,mm 处理 锌镀层厚度(mm) 依据厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀层厚度(h) h =(0.,,,,0.,,,)/2=0.0,,,mm 注:测定厚度为四次测定(铁皮上均匀取如下图四个点)的平均值 ,, ,, ,,,, 通过上表可以看出，此法操作简便，设备要求较低，对部分没有电子天平的学校来说，不失为一种好的方法(我也直接用螺旋测微器尝试了好几组实验，都可以得到大致结果，但相对来说误差还是比较大的，大概在,,,左右(当然以上方法只代表我的个人看法，是否有其它的更好的测定方法有待广大教师进一步研究和探讨。 拓展课题6-2 水果中维生素C含量的测定 一、实验原理 向一定体积的Vc标准溶液中滴加稀碘水，用淀粉作指示剂，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V。 1 在一定体积的果汁中，用淀粉作指示剂，滴加相同浓度的碘水，记录溶液呈蓝色且半分钟内不褪色时消耗碘水的体积V。根据两次反应消耗碘水的体积2 的比值，可粗略测定出水果中Vc的含量。 Vc的含量= V/ V?a 21 二、实验步骤 1.维生素C标准溶液的配制 称取5片Vc片，总质量为680mg，配成250mL溶液。 a = 136mg/L 2.果汁(或蔬菜汁)的准备 3. 维生素C药片中维生素C含量的测定 4.果汁或蔬菜汁中维生素C含量的测定 5.计算蔬菜或水果中维生素C的含量 滴定前的 滴定后的 消耗碘溶液 消耗碘溶液体积 读数/mL 的平均值/ mL 编号 读数/mL 的体积/ mL 维生素C标1 0 20(00 26(50 26(60 准溶液 2 0 20(00 26(70 橙汁 3 0 20(00 0(55 0(56 4 0 20(00 0(57 大白菜蔬菜5 0 20 0(11 0(105 汁 6 0 20 0(10 -1橙汁中维生素C的含量= 290 mg?L -1大白菜蔬菜汁C的含量= 2(,, mg?L 附照片 三、注意事项 1、因Vc很容易被氧化，整个实验动作要快，且蒸馏水最好采用新煮沸而迅速冷却的。 2、超市买的橙汁较粘稠，过滤很慢，可适当稀释。 3、蔬菜汁的准备较费时，可将蔬菜切(剪)碎，加少量蒸馏水，然后在榨汁机进行。(不过可能导致氧化加速)