专题六物质的定量分析

专题六物质的定量分析 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定

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。

镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮） 负极：Zn －2e－＝ Zn2+ 正极：H＋＋2e－＝ H2↑ 析氢腐蚀 2H2O ＋ O2＋4e－＝ 4OH－吸氧腐蚀镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）负极：Fe －2e－＝ Fe2+ 正极：H＋＋2e－＝ H2↑ 析氢腐蚀 2H2O ＋ O2＋4e－＝ 4OH－吸氧腐蚀

锌是银白色的金属。提水的小铁桶，常常见用白铁皮做的，在它的表面有着冰花状的结晶，这就是锌的结晶体。在白铁皮上镀了锌，主要是为了防止铁被绣蚀。锌是银白色的金属。提水的小铁桶，常常见用白铁皮做的，在它的表面有着冰花状的结晶，这就是锌的结晶体。在白铁皮上镀了锌，主要是为了防止铁被绣蚀。然而，奇怪的是，锌比铁却更易生锈：一块纯金属锌，放在空气里，表面很快就变成蓝灰色——生锈了。这是因为锌与氧气化合生成氧化锌的缘故。可是这层氧化锌却非常致密，它能严严实实地覆盖在锌的表面，保护里面的锌不再生锈，锌就很难被腐蚀。正因为这样，人们便在白铁皮表面镀了一层锌防止铁生绣。锌比铁活泼，如果遇到锈蚀，锌不断放出电子，成为离子，自己烂穿了，却保护了铁皮不受腐蚀。一直到锌全部腐蚀完了，铁才受到威胁。用镀锌的办法保护内部的铁，效果挺好。在轮船的外壳上，铆上一块锌板，可以保护船体。锌板烂得差不多了，再换上一块新的。

镀锌量： 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。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＝hsρ×2,计算求得镀锌层的厚度h

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。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）

h ＝ ＝ mZn △m 2ρS 2ρS 实验原理 △m：电子天平(0.001g) ①用____________________测量反应前后的质量 ② 用________________来溶解铁皮表面的锌镀层 6 mol/LHCl

实验现象 镀锌铁片在HCl中产生H2的速率由快迅速转慢操作要点 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 3、数据的准确记录与处理及误差分析。

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。

（1）下列装置中不能用于测量气体体积的装置是 E 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。

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。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 △W • 56 9 • W W1－W2 锌与铁的活动性差异不大，反应几乎难以进行。

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。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 ＋2H2O FeCl2＋2NaOH ＝ Fe(OH)2 ↓+ 2NaCl 4Fe(OH)2+ O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O 沉淀的获取和称量较为困难，精度不高。

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。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↑ 操作简单，但反应速率过慢，时间较长。

Fe－Zn Fe FeSO4溶液方案5.将一定质量的镀锌铁皮与另一纯铁片用导线连接，放入FeSO4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↑ 设计较为合理。

Fe－Zn 石墨 NaOH溶液方案6.将一定质量的镀锌铁皮与石墨用导线连接，放入NaOH溶液中，一段时间后（当石墨表面无气泡析出时），取出铁片，洗涤、烘干后称量。负极：Zn －2e－＝ Zn2+ 正极：2H2O ＋2e－＝ H2↑＋2OH－设计合理。

一些思考 另外一种测量其厚度的方法：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)。具体比较见下表。用螺旋测微器测铁片的厚度

注：测定厚度为四次测定(铁皮上均匀取四个点)的平均值注：测定厚度为四次测定(铁皮上均匀取四个点)的平均值

专题六 物质的定量分析