高中化學鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定學案無答案蘇教版選修解析

1、鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定學習目標：1學會設計用化學方法測定鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的多種實驗方案，能根據(jù)實驗條件比較方案的優(yōu)劣。2學會用化學方法測鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度。3了解測定過程中產生誤差的原因，并能對實驗中的數(shù)據(jù)進行處理。4通過實驗了解鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度測定基本思路，學習用化學定量分析方法解決實際問題  學習科學研究的方法和誤差分析的方法。情感目標：培養(yǎng)積極探究的精神和通過實驗學習化學的方法。學習重點難點：鍍鋅鐵皮鋅厚度測定實驗方案設計；實驗步驟的確定，誤差分析。實驗原理： 實驗關鍵點：1、鍍鋅鐵片反應前后質量的精確測量與讀數(shù)。2、如何判斷鍍鋅鐵皮鋅片恰好反應完，鐵片基本沒反應 3、數(shù)

2、據(jù)的準確記錄與處理及誤差分析。學習過程：實驗步驟：問題：展示：一塊鐵片（長方形），我們怎樣通過實驗，測定鍍層的厚度？學生可能的回答： 方案一：直接用尺測討論：除了直接測量厚度，還有什么間接方法？ 方案二：測出m(總)、V（總） 方案三：將鐵表面的鋅反應掉，求出鋅的質量 思考：用什么物質可以把鋅反應完？試劑1：鹽酸問題：如何判斷鋅恰好反應完？ 試劑2：氫氧化鈉（資料：鋅能與氫氧化鈉反應）問題：用鹽酸、氫氧化鈉哪種試劑更有利于準確測定鋅層厚度？ 問題：能否設計一個實驗讓鐵也參與反應，求出鋅的質量？ 方案四：將金屬全部與酸反應，測出m(總)、m (氫氣)m(鋅)+ m(鐵)= m(總)n(鋅)+ n

3、(鐵)= m(氫氣)/M(氫氣)問題：如何準確的測定產生氫氣的質量？ 以方案三為例學生設計實驗步驟 (演示：鍍鋅鐵片放到鹽酸中)。師生共同分析實驗過程中哪些操作會給實驗帶來誤差歸納整理定量實驗注意事項：略。如何把握實驗關鍵點：此課題可做以下三個實驗：實驗一：鍍鋅鐵皮與鹽酸的反應實驗原理：鍍鋅鐵皮在鹽酸中構成原電池，鋅與鹽酸先反應，當反應氣泡迅速減少時，鋅已基本反應完。實驗樣品：鍍鋅鐵皮（約5cm×5cm）3片儀器：燒杯（培養(yǎng)皿）、酒精燈、火柴、三腳架、石棉網(wǎng)、鑷子、玻璃棒、尺（精度為0.1cm），電子天平（精度為0.001g）。試劑：6mol·L-1鹽酸實驗步驟：1.取三塊

4、鍍鋅鐵皮(A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮)，分別量出它們的長度與寬度。 2用電子天平分別稱量三塊鍍鋅鐵皮（A、B、C）的質量。3將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，加入約40mL 6mol·L-1鹽酸。反應時用玻璃棒小心翻動鍍鋅鐵皮，使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應，到反應速率突然減小時（產生氣泡的速率變得極慢），立即將未反應的鐵皮取出，用自來水沖洗掉附著的酸液。4將鐵片放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈小火烘干，冷卻后用電子天平稱量。5分別用B、C重復進行實驗步驟3、4。6根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，求出鍍鋅鐵皮的鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。記錄與結論 數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)處理鍍鋅鐵皮A，長4.94，寬-4.9- cm鍍鋅鐵皮B，長

5、-5.05cm，寬-5.0- cm鍍鋅鐵皮C，長-5.05cm，寬4.9- cm鍍鋅鐵皮A，m1（A）=-2.455-g鍍鋅鐵皮B，m1（B）=-2.508-g鍍鋅鐵皮C，m1（C）=-2.500-g鍍鋅鐵皮A，m2（A）=-2.201g鍍鋅鐵皮B，m2（B）=-2.247-g鍍鋅鐵皮C，m2（C）=-2.238-g鍍鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮厚度（單側）/cm鋅鍍層平均厚度（單側）/cm相對平均差/%鍍鋅鐵皮A鍍鋅鐵皮B鍍鋅鐵皮C實驗二:鍍鋅鐵皮與氫氧化鈉溶液的反應實驗原理：鋅能溶于強堿溶液而鐵不能與強堿溶液反應，反應的化學反應方程式為： 實驗步驟：1.取三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮)

6、，分別量出它們的長度與寬度。 2用電子天平分別稱量三塊鍍鋅鐵皮（A、B、C）的質量。3將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，加入約40mL 6mol·L-1氫氧化鈉。反應時用玻璃棒小心翻動鍍鋅鐵皮，使鐵皮兩邊鋅鍍層都充分反應，到反應速率為零（幾乎不產生氣泡）時，將未反應的鐵皮取出，用自來水沖洗掉附著的堿液。4將鐵片放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈小火烘干，冷卻后用電子天平稱量。5分別用B、C重復進行實驗步驟3、4。6根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，求出鍍鋅鐵皮的鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。實驗數(shù)據(jù)如下： 數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)處理鍍鋅鐵皮A，長5.0，寬5.0- cm鍍鋅鐵皮B，長-5.1cm，寬-5.0- cm鍍鋅鐵皮C，長5.05

7、-cm，寬5.05 cm鍍鋅鐵皮A，m1（A）=-2.508-g鍍鋅鐵皮B，m1（B）=-2.519-g鍍鋅鐵皮C，m1（C）=-2.511-g鍍鋅鐵皮A，m2（A）=-2.257g鍍鋅鐵皮B，m2（B）=-2.265-g鍍鋅鐵皮C，m2（C）=-2.255-g鍍鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮厚度（單側）/cm鋅鍍層平均厚度（單側）/cm相對平均差/%鍍鋅鐵皮A鍍鋅鐵皮B鍍鋅鐵皮C問題和討論:由于實驗一鍍鋅鐵皮中的鋅和鐵都能與鹽酸反應,所以鋅與鹽酸是否恰好完全反應比較難判斷,不同的實驗者會有比較大的偏差，因此，實驗誤差大。而實驗二鋅與強堿溶液而鐵不能與強堿溶液反應可以使鋅充分反應,不存在是否完全反應的判斷問

8、題，比較精確。但時間比較長，每反應一次就需要大約45分鐘時間。為解決既能準確判斷又在短時間內完成，實驗做了少許改進。在實驗一的酸溶液中加幾滴雙氧水。若出現(xiàn)明顯黃色，則說明鋅層已反應完。實驗三 鍍鋅鐵皮與滴加雙氧水的鹽酸的反應1.取三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C，截自同一塊鍍鋅鐵皮)，分別量出它們的長度與寬度。 2用電子天平分別稱量三塊鍍鋅鐵皮（A、B、C）的質量。3在40mL 6mol·L-1鹽酸中先滴幾滴雙氧水，再將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中，當反應液中有黃色出現(xiàn)時，立即取出鐵片，用自來水沖洗掉附著的酸液。4將鐵片放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈小火烘干，冷卻后用電子天平稱量。5分別用B、C重復進行實驗

9、步驟3、4。6根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，求出鍍鋅鐵皮的鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度。實驗數(shù)據(jù)如下： 數(shù)據(jù)記錄 數(shù)據(jù)處理鍍鋅鐵皮A，長5.03，寬5.0- cm鍍鋅鐵皮B，長-5.1cm，寬-5.0- cm鍍鋅鐵皮C，長5.05-cm，寬4.9- cm鍍鋅鐵皮A，m1（A）=-2.512-g鍍鋅鐵皮B，m1（B）=-2.520-g鍍鋅鐵皮C，m1（C）=-2.500-g鍍鋅鐵皮A，m2（A）=-2.261g鍍鋅鐵皮B，m2（B）=-2.267-g鍍鋅鐵皮C，m2（C）=-2.251-g鍍鍍鋅鐵皮鍍鋅鐵皮厚度（單側）/cm鋅鍍層平均厚度（單側）/cm相對平均差/%鍍鋅鐵皮A鍍鋅鐵皮B鍍鋅鐵皮C四、實驗注意事項1、

10、電子天平要小心使用：因電子天平屬精密儀器，應要求學生小心使用防止損壞。2、電子天平要準確讀數(shù)：由于電子天平精密度高，稍有影響（比如對著它大聲說話）都有可能使它的讀數(shù)發(fā)生變化。所以要等在不受外界影響的情況下，天平顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定下來后再讀數(shù)。3、要及時記錄數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)對定量分析實驗是至關重要的。如果前面有任何一處數(shù)據(jù)忘記記錄，都會使后續(xù)實驗喪失意義。五、一些思考51 根據(jù)教材提供的材料，回顧本人做的三個實驗，“實驗一”反應迅速，耗時短；實驗原理簡單易理解等。但終點判斷不很容易，實驗誤差相對較大。“實驗二”我把它作為判定鍍鋅層標準厚度的基準實驗。實驗原理簡單，但費時。而且經過實驗，發(fā)現(xiàn)該實驗也不很精確。

11、有的老師認為鐵不與氫氧化鈉反應，反應時間長一些，可以確保鋅層的反應完全，從而確保精確度。通過實驗后發(fā)現(xiàn)反應的溶液中有大量的Fe3+，說明合金上的鐵元素也參與了反應），致使鋅層會變厚，精確度下降?！皩嶒炄狈磻杆伲臅r短；實驗原理簡單易理解等。且終點容易判斷，實驗誤差相對較小。根據(jù)原電池原理，只要有鋅存在，鐵不可能參與反應。但實際上鐵肯定要參與反應，只是少一些反應，所以Fe2+很快會產生，但看不到黃色。當出現(xiàn)黃色時，說明有較多的Fe3+，說明有大量的鐵開始參與反應，此時說明鋅已反應完。立即取出，誤差較小。52 借簽省級培訓材料，使用螺旋測微儀也是一個較好的方法。螺旋測微儀精確到0，因此可以讀數(shù)到。方法是：用螺旋測微器直接測量鐵片反應前后的厚度，則厚度差的1/2即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度 (h)。具體比較見下表。數(shù)據(jù)記錄鍍鋅鐵皮質量(g)面積(mm2)厚度*(mm)反應前0.反應后o.數(shù)據(jù)處理鋅鍍層厚度(mm)依據(jù) h =m/(2S)(鋅的密度=7.14g/cm3) h =(.6.0)/(2·7.14·103·)=0.01mm鋅鍍層厚度(mm)依據(jù)厚度差的1/2即為鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度(h)