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課題2 鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測(cè)定,一、實(shí)驗(yàn)原理 1．鋅的電化學(xué)腐蝕 鋅的化學(xué)性質(zhì)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(xué)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(shí)，發(fā)生原電池反應(yīng)，鐵皮表面的鋅鍍層溶解，電極反應(yīng)式如下：,活潑,負(fù),鋅,負(fù)極：________________ 正極： __________________ 待鋅在酸中完全溶解后，產(chǎn)生氫氣的速率顯著_______，可以借此判斷鋅鍍層是否反應(yīng)完全。,減慢,Zn－2e－===Zn2＋,2H＋＋2e－===H2↑,V＝2hS,二、實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度與寬度。 2．用__________分別稱(chēng)量三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C)的質(zhì)量。 3．將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，加入40 mL 1∶4稀硫酸。反應(yīng)時(shí)用________小心翻動(dòng)鍍鋅鐵皮，使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應(yīng)。到反應(yīng)速率突然_______時(shí)(產(chǎn)生氣泡的速率變得極慢)，立即將未反應(yīng)的鐵片取出，用自來(lái)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(chēng)量。 5．分別用鍍鋅鐵皮B、C重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟3、4。 6．根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，求出鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。,石棉網(wǎng),思考感悟 (1)為何將鐵片小火烘干而不能高溫烘干？ (2)請(qǐng)分析該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因有哪些？ 【提示】 (1)因鐵在高溫時(shí)易被空氣中的氧氣氧化。若烘干時(shí)溫度過(guò)高，會(huì)有部分鐵轉(zhuǎn)化為氧化物而使鐵片質(zhì)量增大，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和操作可知，會(huì)產(chǎn)生誤差的原因有以下幾方面：①鐵皮長(zhǎng)、寬量不準(zhǔn)確。②反應(yīng)前后，對(duì)鐵皮用電子天平稱(chēng)量時(shí)，讀數(shù)不準(zhǔn)確。③烘干鐵皮后未冷卻就稱(chēng)量。④與酸反應(yīng)的時(shí)間控制不好，取出過(guò)早或過(guò)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(xué)腐蝕，相關(guān)描述正確的是( ) A．負(fù)極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋ B．負(fù)極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋ C．電子從鐵流向鋅 D．鐵不但得不到保護(hù)，反而被腐蝕得更快 解析：選B。Zn比Fe活潑，Zn作負(fù)極失電子，電子從Zn流向Fe，鐵得到保護(hù)。,2．電子天平是定量分析中常用的精密儀器，下列關(guān)于電子天平的說(shuō)法正確的是( ) A．電子天平操作方便、讀數(shù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確度高，不同型號(hào)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(zhǔn)和調(diào)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(shí)，要關(guān)上附近的窗戶(hù)，不要撞擊使用天平所在的桌子；讀數(shù)時(shí)，側(cè)門(mén)應(yīng)關(guān)閉，防止氣流影響稱(chēng)重,解析：選D。電子天平是一種精密儀器，但不同型號(hào)仍具有不同精確度，操作時(shí)和托盤(pán)天平一樣也要校準(zhǔn)調(diào)零，由于它比較靈敏，讀數(shù)時(shí)應(yīng)關(guān)上門(mén)窗防止氣流影響稱(chēng)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(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)，電極反應(yīng)如下： 負(fù)極 Zn－2e－===Zn2＋ 正極 2H＋＋2e－===H2↑ 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。,3．測(cè)定步驟,白鐵即鍍鋅鐵皮，某學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)為了測(cè)定鍍鋅層的厚度，提出了各自的設(shè)計(jì)方案。 Ⅰ.甲同學(xué)的方案是：先用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應(yīng)掉，通過(guò)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(guò)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(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 ______________________________________________________________。,Ⅱ.乙同學(xué)的意見(jiàn)及方案。 (1)意見(jiàn)：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)________(選“偏大”或“偏小”)。 (2)方案：通過(guò)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________________；若使用的鍍鋅鐵皮的質(zhì)量為28.156 g，最后稱(chēng)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，則鋅鍍層的單側(cè)厚度h為_(kāi)_______cm。 Ⅲ.丙同學(xué)查得Fe(OH)2、Zn(OH)2開(kāi)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(chēng)取m g白鐵，加入過(guò)量c mol·L－1的鹽酸b mL，再用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定過(guò)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,【解析】 本題將本課題有關(guān)鍍鋅鐵皮鋅鍍層的厚度測(cè)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了前伸后延式的考查。 Ⅰ.(1)是對(duì)物質(zhì)的量濃度溶液配制的考查，非?；A(chǔ)；(2)是對(duì)鍍鋅鐵皮鋅鍍層的厚度測(cè)定實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)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)生氣泡的速率明顯減慢 Ⅱ.(1)偏大 (2)過(guò)濾、洗滌 4.28×10－4 Ⅲ.c,變式訓(xùn)練 某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)定鍍鋅鐵皮鍍層厚度的實(shí)驗(yàn)方案，將單側(cè)面積為S、質(zhì)量為m1的鍍鋅鐵皮放入6 mol·L－1 HCl溶液中，當(dāng)氣泡產(chǎn)生速率顯著減小時(shí)，用水沖洗，烘干后稱(chēng)量，得到質(zhì)量為m2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A．當(dāng)鐵皮產(chǎn)生氣泡速率減慢時(shí)，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(yīng)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高 B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)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(jié)果,水果中維生素C含量的測(cè)定 1．實(shí)驗(yàn)原理 維生素C具有強(qiáng)還原性，它可將碘單質(zhì)還原為碘離子。利用這一反應(yīng)，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定果汁中維生素C的含量。 C6H8O6＋I(xiàn)2―→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(huì)得壞血癥，所以維生素C又稱(chēng)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(dòng)小組測(cè)定了某牌子的軟包裝橙汁中維生素C的含量。下面是測(cè)定實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告。(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白),(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定××牌軟包裝橙汁中維生素C的含量。 (2)實(shí)驗(yàn)原理：C6H8O6＋I(xiàn)2―→C6H6O6＋2H＋＋2I－ (3)實(shí)驗(yàn)用品及試劑 ①儀器和用品：(自選，略) ②試劑：測(cè)定樣品中維生素C的指示劑________(填名稱(chēng))、濃度為7.50×10－3 mol·L－1標(biāo)準(zhǔn)碘溶液、蒸餾水等。 (4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ①洗滌儀器，檢查滴定管是否漏液，潤(rùn)洗后裝好標(biāo)準(zhǔn)碘溶液待用。,②打開(kāi)橙汁包裝，目測(cè)顏色：橙黃色；配制溶液，目測(cè)橙清度：好。用________(填儀器名稱(chēng))向錐形瓶中移入20.00 mL待測(cè)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(dòng)錐形瓶，眼睛注視________________，直到滴定終點(diǎn)。滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是________________________________。重復(fù)上述操作一次。,(5)數(shù)據(jù)記錄與處理(請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄和處理的表格,不必填數(shù)據(jù))。 若經(jīng)數(shù)據(jù)處理，滴定中消耗標(biāo)準(zhǔn)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(wèn)題討論：滴定時(shí)能否劇烈搖動(dòng)錐形瓶？為什么？,【思路點(diǎn)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(lán)且半分鐘內(nèi)不褪色 (5)數(shù)據(jù)記錄與處理的表格,990 (6)不能劇烈搖動(dòng)錐形瓶，劇烈搖動(dòng)錐形瓶會(huì)增大溶液與空氣接觸面積，使維生素C被氧化，影響測(cè)定結(jié)果。,