6.2 《镀锌铁皮锌镀层厚度的测定》

6.650
O.509
数 据 处 理
①锌镀层 依据 h =△m/(2ρS) 厚度(mm) (锌的密度ρ=7.14g/cm3) h= (7.160－6.650) (2×7.14×103×1708.5) =0.021mm ②锌镀层 依据厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀 厚度(mm) 层厚度(h) h =(0.555－0.509)/2=0.023mm
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。
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。
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
数 据 记 录
镀锌铁皮 反应前
质量(g) 7.160
面积(mm2) 1708.5
厚度*(mm) 0.555
反应后
m
m ＝hsρ×2
Zn
,
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。
（1）下列装置中不能用于测量气体体积的装置是
E
反应所需时间 太长； 测量氢气体积 易产生误差较大
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。
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
Zn ＋2NaOH ＝ Na2ZnO2＋ H2↑
操作简单，但 反应速率慢，时 间较长。
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↑
Fe Fe－Zn FeSO4溶 液
6 mol/LHCl ② 用________________来溶解铁皮表面的锌镀层
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、反应后从酸液中取出的铁皮应先用蒸馏水冲洗， 再用滤纸吸干，然后低温加热烘干，冷却后称量
负极(Zn)：Zn －2e－ ＝ Zn2+ 正极(Fe)：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）, Zn被完全反应
实验原理
△m：
h ＝
mZn
2ρS
＝
△m
2ρS
电子天平(0.001g) ①用____________________测量反应前后的质量
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牺牲阳极的阴极保护
在被保护的金属器件上 附着一 种更易失去电子的金属或合金的方法， 称为“牺牲阳极的阴极保护”。这种 方法 可以应用于防止水下的船壳、 钢铁设备和地下管道的腐蚀。
如何测定镀锌层厚度和镀锌量？
பைடு நூலகம்
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（ Zn)，然后根据 计算求得镀锌层的厚度h
设计较为合 理。
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－
石墨
Fe－Zn
NaOH溶 液
设计合理。
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。
Zn ＋ FeSO4 ＝ ZnSO4 ＋ Fe 65 56 W △W 9 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。
Zn ＋ 2HCl Fe ＋ 2HCl ＝ ＝ ZnCl2＋ H2↑ FeCl2＋ H2↑
锌是银白色的金属。提水的小铁桶，一般是用白铁 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。
注：测定厚度为四次测定(铁皮上均匀取四个点)的平均值
注意事项
1、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 要在不受外界影响的情况下，天平显示读数稳 定下来后再读数（精确到0.001g）。 2、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。