2021-2022年高中化学专题六物质的定量分析6.2镀锌铁皮镀层厚度的测定同步训练苏教版

6-2镀锌铁皮镀层厚度的测定本课题是继食醋总酸含量测定后的定量实验。

定量分析实验在科学研究中占有极为重要的地位。

本课题主要介绍定量分析的一般进程，定量分析实验方案的设计、常常利用定量分析仪器——电子天平的利用方式，和如何记录和处置数据，如何书写物质的定量分析实验报告等。

是全书两个定量分析实验的其中一个。

建议用1课时完成。

一、实验目标（1）初步学会用电子天平称量物质的质量。

（2）学会用化学方式测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。

（3）了解测定进程中产生误差的原因，并能对实验中的数据进行处置。

（4）学会书写定量测定与分析实验报告。

二、实验预习在“知识预备”部份的教学中，咱们第一要引导学生温习铁的性质和探讨锌的性质，温习原电池工作原理、电镀的目的等，使学生不仅掌握教材上介绍的测定原理和测定方式，而且让学生自己设计实验方案，并进行预备实验，通过度析比较找出操作方便省时、装置简单的测定方式。

在数据记录与处置的教学中，建议教师提示学生注意数据的记录与仪器的精密度相吻合。

三、实验仪器及药品（或用品）电子天平、烧杯、镊子、直尺（精密度为1mm）、的盐酸、酒精灯、三脚架、石棉网、滤纸等。

四、大体原理本实验利用镀锌铁皮侵蚀前后的质量差（△m）和锌的密度（ρ）和镀锌铁皮单侧的面积（S）来测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。

即：h=△m/（2ρS）五、操作要点：1．准确量取必然面积的铁皮2．准确判断反映终点。

反映终点的实验现象：镀锌铁片在HC1中产生H2的速度明显减少，而且颜色变暗。

若判断过早则锌溶解不完全；判断过迟会使部份铁溶解，如此都会使实验的准确度下降。

3．镀锌铁片反映前后质量的精准测量与读数，尤其反映后从酸液中掏出的铁皮应先用蒸馏水冲洗，再用滤纸吸干，然后加热烘干，冷却后称量。

六、试探与建议该实验依据教材提供的实验方案具有以下一些长处：反映迅速，耗时短；终点容易判断；实验原理、装置简单易理解等。

在此前的学习中，学生已经了解了锌、铁的一些物理化学性质，同时也学习了电化学的相关内容，因此，在本节教学中没必要过量的介绍锌的电化学侵蚀原理。

课题二镀锌铁皮锌镀层厚度的测定(时间：45分钟)1．镀锌铁皮的锌镀层被破坏后将在潮湿的空气中发生电化学腐蚀，相关描述正确的是( )A．负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋B．负极反应式为Zn－2e－===Zn2＋C．电子从铁流向锌D．铁不但得不到保护，反而被腐蚀得更快解析由于锌的金属活动性比铁强，因此，镀锌铁皮的锌镀层被破坏后在潮湿的空气中发生电化学腐蚀，锌为负极被腐蚀，能够继续保护铁。

答案 B2．欲往铁片上镀上一层锌，下面装置能实现的是( )解析镀层金属锌作阳极，镀件金属铁片作阴极，只有C项符合条件。

答案 C3．在镀锌铁皮的锌镀层厚度的测定过程中，下列操作会导致测定结果偏高的是( ) A．过早判断反应终点B．过迟判断反应终点C．锌在酸中溶解后，铁皮未烘干就去称重D．在测定铁皮的面积时测得面积比铁皮的实际面积大解析过迟判断反应终点导致部分铁溶解，m1－m2偏大而引起结果偏高。

过早判断反应终点、铁皮未烘干就去称重则使m1－m2偏小而引起结果偏低。

答案 B4．电子天平是定量分析中常用的精密仪器，下列关于电子天平的说法正确的是( ) A．电子天平操作方便、读数稳定、准确度高，不同型号的电子天平具有相同的精确度B．电子天平是电子仪器，十分精密，不需要校准和调零C．电子天平具有归零键，因此烧杯不洁净或者潮湿都不影响使用D．天平使用时，要关上附近的窗户，不要撞击使用天平所在的桌面；读数时，侧门应关闭，防止气流影响称量解析电子天平十分精密，不同型号的电子天平具有不同的精确度；使用时需要校准和调零；烧杯不洁净或者潮湿都不能用其称量。

答案 D5．为检验某病人血液中的含钙量，现取10 mL血液样品稀释后用草酸铵[(NH4)2C2O4]处理成草酸钙沉淀，将此沉淀溶于过量的稀硫酸中，然后用0.5 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点(生成Mn2＋、CO2、H2O)，恰好消耗1.6 mL，则该病人血液中含钙量为( ) A．2.4 g·L－1B．8 g·L－1C．6 g·L－1D．12 g·L－1解析设10 mL样品中含Ca2＋的物质的量为n，由题意可得关系式4～ 5Ca2＋2KMnO4～5C2O2－2 50.5 mol·L－1×1.6×10－3 L n求得n＝2×10－3 mol，血液中的含钙量为＝8 g·L－1。

课题2 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定一、锌镀层厚度的测定为了减缓露置在空气中的铁的电化学腐蚀，在铁皮表面往往镀上一薄层锌，形成“白铁皮”。

“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性，是生产中常用的金属材料之一。

锌镀层犹如铁皮的保护膜，这层膜的厚度及均匀度也就成了判断镀层质量的重要指标。

测定锌镀层质量的实验方案除“知识预备”中所介绍的之外，还有多种方案。

(1)锌能溶于强碱溶液中，反应的化学方程式为：Zn ＋2NaOH ＋2H 2O===Na 2[Zn(OH)4]＋H 2↑而铁不与强碱反应，通过称量反应前后铁皮的质量，该质量差就是锌镀层的质量。

(2)把铁与锌看作是双组分混合物，使它们全部与稀硫酸完全反应，通过测定生成的氢气的体积，计算混合物中锌的质量。

【例1】某同学设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案，将单侧面积为S 、质量为m 1的镀锌铁皮放入6 mol·L －1 HCl 溶液中，当气泡产生速率显著减小时，用水冲洗，烘干后称量，得到质量为m 2。

下列说法错误的是( )A ．当铁皮产生气泡速率减慢时，立即取出铁皮，不冲洗就用酒精灯加热烘干，铁皮可能继续与残留的酸反应，导致实验结果偏高B ．实验过程中产生气泡的速率先慢，然后逐渐加快，再显著减缓，这是微电池和温度共同影响的结果C ．锌和铁在酸溶液中形成原电池，外电路中电流从铁流向锌D ．设锌镀层厚度为h ，锌的密度为ρ，则h ＝m 1－m 2ρS解析：锌和铁在酸性溶液中形成原电池，锌为负极，铁为正极，故外电路电流从正极(Fe)流向负极(Zn)。

因为镀锌铁皮是双面镀锌，故锌层的总体积V ＝2hS ，所以h ＝m 1－m 22ρS，D 选项错误。

答案：D1－1在测定镀锌铁皮锌镀层厚度的实验过程中，下列操作①用托盘天平称量反应前后镀锌铁皮的质量；②反应速率突然减小时，立即将在酸液中的铁片取出；③未用自来水冲洗掉铁片附着的酸液；④将铁片放在酒精灯火焰上烘干。

造成实验误差的是( )A ．①②③B ．①③④C ．②③④D ．全部二、准确地测定固体或气体的质量、液体或气体的体积以及反应体系温度等物理量 定量实验是在定性实验基础上研究某些量及某些量之间的关系而展开的，因此能力要求和试题难度等将有所提升。

课题二镀锌铁皮锌镀层厚度的测定【学考报告】知识条目加试要求①电子天平的使用②镀锌铁皮锌镀层厚度测定的原理(与酸或碱反应)和操作流程③实验数据的处理和测定过程中产生误差的原因分析abc一、知识预备1．锌的电化学腐蚀锌的化学性质比铁活泼，如果镀锌铁皮的锌镀层被破坏，将在潮湿空气中发生电化学腐蚀，残留的锌镀层作为原电池的负极，锌先被腐蚀。

将镀锌铁皮放到酸中时，发生原电池反应，铁皮表面的锌镀层溶解，电极反应式如下：负极：Zn－2e－===Zn2＋正极：2H＋＋2e－===H2↑待锌在酸中完全溶解后，产生氢气的速率显著减慢，可以借此判断锌镀层是否反应完全。

思考1：表面镀锌的铁皮不易生锈，通称铅铁、白铁。

镀锌铁为什么不易生锈呢？提示①在铁的表面起到保护层的作用。

②如果镀层破坏，还可以形成锌铁原电池，铁作正极，利用牺牲阳极的阴极保护法原理，铁受到保护。

2．镀锌层厚度的测定称量与6 mol·L－1盐酸反应前后铁皮的质量(分别为m1、m2)，两者之差就是锌镀层的质量(m1－m2)，则锌镀层的总体积为V＝m1－m2ρ，式中ρ为锌的密度，一般为7.14 g·c m－3。

若已知锌镀层单侧面积为S(可测)，锌镀层单侧厚度为h，则V＝2hS。

由以上两式可得m1－m2ρ＝2hS，所以h＝m1－m22ρS。

二、课题方案设计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。

3．将镀锌铁皮A放入烧杯中，加入40 mL 1∶4稀硫酸。

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)，立即将未反应的铁片取出，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．分别用镀锌铁皮B 、C 重复进行实验步骤3、4。

6．根据实验所得数据，求出镀锌铁皮的锌镀层厚度。

第一章 认识有机化合物第一节 有机化合物的分类经典精做1．已知下列9种微粒：①2NH ②—NH 2 ③Br − ④OH −⑤—NO 2 ⑥—OH⑦NO 2 ⑧+3CH ⑨—CH 3（1）属于官能团的有_______________________ (填序号，下同)；（2）能与—C 2H 5结合成有机物分子的有____________________________；（3）能与+52C H 结合成有机物分子的有_________________________。

2．已知下列六种有机化合物：a ．CH 3CH 2CH 3b ．c ．d ．CH 3CH 2CH=CHCH 3e ．f ．根据有机化合物的结构特点，回答下列问题：（1）属于脂肪烃的是___________(填字母，下同)。

（2）属于脂环烃的是___________。

（3）属于芳香烃的是____________。

3．按下列要求举例(所有物质均要求写结构简式)。

（1）写出两种脂肪烃，一种饱和，一种不饱和：_________________、_________________；（2）分别写出最简单的芳香羧酸和芳香醛：_________________、_________________；（3）写出最简单的酚和最简单的芳香醇：_________________、_________________。

模拟精做4．下列有机化合物中，有多个官能团：（1）可以看作醇类的是(填编号，下同)________；（2）可以看作酚类的是________；（3）可以看作羧酸类的是________；（4）可以看作酯类的是________。

5．以下是某有机化合物的结构简式：(提示：环丁烷可简写成)。

通过分析，回答下列问题：（1）写出该有机物中的官能团名称：①___________；②______________________；③______________________。

—'锌的电化学腐蚀锌的化学性质比铁—，如果镀锌铁皮的锌镀层被破坏,将在潮湿空气中发生电化学腐蚀，残留的锌镀层作为原电池的—极，—先被腐蚀。

将镀锌铁皮放到酸中时，发生原电池反应,来溶解铁皮表面的锌镀层，电极反应如下：待锌在酸中完全溶解后,产生氢气的速率显著—，可以借此判断锌镀层是否反应完全。

矚葩铁和锌的化学性质有何不同？提示铁和锌化学性质的不同主要有:①锌的金属性比铁活泼。

② 锌能与NaOH溶液反应，铁不能。

③铁的氧化物为碱性氧化物，而锌的氧化物为两性氧化物;氢氧化锌是两性氢氧化物。

氢氧化锌还能溶于氨水:Zn(OH)2+4NH3(溶液)[Z 3)4](OH)2。

二、镀锌层厚度的测定称量与酸反应前后铁皮的质量（分别为加1、加2），两者之差就是锌镀层的质量（m r m2）,则锌镀层的总体积为,式中p为锌的密度,一般为7.14 g-cm-3o若已知锌镀层单侧面积为S（可测），锌镀层单侧厚度为人则_______ 由以上两式可得空沪=2hS,所以。

三' 电子天平的一般操作方法通电预热一定时间;调整—，待零点显示稳定后，用电子天平配套的标准舷码进行二取下标准舷码，［二显示稳定后即可进行称量;当天平显示的称量值达到所需要求且—时，表示称量完成; 轻按开关按钮，关闭天平，拔下电源插头。

知识点一知识点二锌镀层质量测定的方法【例题1】白铁即镀锌铁皮，某学习小组的三位同学为了测定锌镀层的厚度，提出了各自的设计方案。

I •甲同学的方案:先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉，通过差量算出锌的质量，然后再由查得的锌的密度算岀锌层的体积，最后由体积除以镀锌铁皮面积得锌层厚度。

⑴配制1 mol-L1的盐酸100 mL，需取用36.5%®二1.81 g-cm 3)的盐酸___________ niL;配制过程中要用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有_。

(2)将相同大小、相同厚度的普通锌片和镀锌铁皮放入两支试管，各加入等量1 mol・L"的盐酸，观察到镀锌铁皮比普通锌片与盐酸反应速率更快,产生此现象的原因是_____________________________ ；在翻动横放在烧杯中的镀锌铁皮时，发现溶液上方的锌层变薄的速率比下方的锌层快得多,其原因可能是__________ o(3)判断镀锌铁皮表面锌恰好反应的现象是________________ -知识点一知识点二□ •乙同学的意见及方案。

专题六 物质的定量分析 课题2 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定1．下列描述中，不符合生产实际的是( )A ．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B ．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C ．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D ．在镀件上电镀锌，用锌作阳极2．下图中x 、y 分别是直流电源的两极，通电后发现a 极板质量增加，b 极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是( )3A ．食醋用氢氧化钠溶液滴定，开始时溶液的pH 通常变化缓慢，当接近滴定终点时，pH 出现突变，称为滴定突跃B ．当锌完全溶解后，铁与酸反应产生氢气的速率会显著减慢，此现象可作为判断镀锌铁皮中锌镀层是否被完全反应掉的依据C ．抽滤装置由布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵等仪器组成，工作的主要原理是抽气泵给吸滤瓶减压，导致装置内部的压强降低，使过滤的速度加快D ．潮湿或腐蚀性的药品在玻璃器皿中称量，其他固体药品可在天平的托盘上称量4．已知锌及其化合物的性质与铝及其化合物相似。

如图，横坐标为溶液的pH ，纵坐标为Zn 2＋或[Zn(OH)4]2－的物质的量浓度(假设Zn 2＋浓度为1×10－5mol·L －1时，Zn 2＋已沉淀完全)。

下列说法不正确的是( )A ．往ZnC12溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，反应的离子方程式可表示为：Zn 2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－B ．从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积K sp ＝1×10－17mol 3·L －3C ．某废液中含Zn 2＋离子，沉淀Zn 2＋离子可以控制溶液pH 的范围是8～12D ．向1 L 1 mol·L －1 ZnC12溶液中加入NaOH 固体至pH ＝7，需NaOH 2 mol5．已知，锌能溶解在NaOH 溶液中，生成Na 2[Zn(OH)4]和H 2。

某同学据此设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案，将单侧面积为S 、质量为m 1的镀锌铁皮与石墨用导线相连，放入6 mol·L －1 NaOH 溶液中，当石墨棒上不再有气泡产生时，取出铁片用水冲洗、烘干后称量，质量为m 2。

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镀锌铁皮锌镀层厚度测定1.下列结论均出自《实验化学》中的实验，其中错误的是（ )A．往新配制的可溶性淀粉溶液中滴加碘水，溶液显蓝色,用ＣCl４不能从中萃取出碘B.当锌完全溶解后,铁与酸反应产生氢气的速率会显著减慢,此现象可作为判断镀锌铁皮中锌镀层是否完全被反应掉的依据C.镀锌铁皮发生电化学腐蚀时，锌发生氧化反应D．食醋的总酸含量是指食醋中醋酸的总物质的量浓度2．在镀锌铁皮的锌镀层厚度的测定过程中，下列操作会导致测定结果偏高的是（ )A.过早判断反应终点Ｂ．过迟判断反应终点C.锌在酸中溶解后,铁皮未烘干就去称重D.在测定铁皮的面积时测得面积比铁皮的实际面积大3．已知锌能溶解在NaＯH溶液中,产生H2.某同学据此设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S、质量为m1的镀锌铁皮与石墨用导线相连，放入６ｍol·L-1NaOH溶液中,当石墨棒上不再有气泡产生时，取出铁片用水冲洗、烘干后称量，得质量为ｍ２。

下列说法正确的是(双选）（ )Ａ.设锌镀层单侧厚度为h,锌的密度为ρ,则＼ｆ(m1－m2,２ρS)＝hB．锌电极上发生还原反应C.锌和石墨形成原电池,外电路中电流从锌流向石墨Ｄ.当石墨不再产生气泡时，应立即取出铁皮4。