高二《化学反应原理》钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀 知识表格

钢铁吸氧腐蚀演示实验的创新设计

（4）实验优点 ①针对溴乙烷与饱和氢氧化钠的乙醇溶液这两种液体互不相溶、静置分层，不利于反应物接触发生消去反应的毛病，利用磁力加热搅拌器具有调速搅拌的特点，使反应混合溶液充分接触，大大加快反应速度。 ②针对溴乙烷和乙醇的沸点都比较低（溴乙烷为38.4?），若采用酒精灯直接加热的方式会导致液体暴沸、溴乙烷来不及发生消去反应就快速挥发及反应器内气流不稳定而引起反应液倒吸等毛病，采用磁力加热搅拌器具有调温控温、防止暴沸及U形长导管进行冷凝回流的优点，有利于消去反应顺利进行。 ③从化学课堂教学角度和实验整体设计角度出发，对溴乙烷的消去反应及检验产物乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色进行组合设计，使实验整体感强，操作简便，现象明显，演示效果好。 （收稿日期：2010-10-08） 钢铁吸氧腐蚀演示实验的创新设计 □朱石明1陈凯2 1.江苏省兴化市戴窑高级中学225741； 2.江苏南京晓庄学院生物化工与环境工程学院211171 摘要用实验显示钢铁腐蚀的普遍性，证明钢铁腐蚀主要表现为有氧气参加的原电池反应，并通过微型实验检验正负电极有关离子的生成，让学生在实验探究中掌握钢铁吸氧腐蚀的相关知识。 关键词钢铁腐蚀吸氧腐蚀差异充气腐蚀电化腐蚀实验改进 《高中化学课程标准》在《化学反应原理》选修模块中，要求“能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施”。教师开展“钢铁吸氧腐蚀”教学时大多依赖多媒体动画演示以配合理论教学，相关实验也仅限于“防止腐蚀”，而不关注“如何腐蚀”———钢铁腐蚀为何主要表现为有氧气参与的腐蚀？腐蚀时发生了什么原电池反应？钢铁腐蚀为何最终会生成铁锈？这一系列的问题对于习惯于宏观表征思维的中学生来说总是难以理解，学生对钢铁腐蚀的知识仍然停留在死记硬背电极反应式的学习模式中。 鉴于此，我们借鉴了钢铁腐蚀的专题研究文献［1］，结合个人的探究，设计了一系列的课堂演示实验，实验总耗时仅需10min左右。在新授课时如能在课堂上增补以下演示实验，不仅有利于学生对钢铁的腐蚀有深刻的理解，而且对后来学习金属的防护会有更大的益处。 1重现一次偶然的发现（趣味钢铁腐蚀问题的引出） 笔者在读高中的时候，特别喜爱搞些手工制作。在一次摆弄自己“土制”的“万用电表”时，发现了一个令当时的笔者无法解释的现象：当将自制的两只相同铁质表棒插入潮湿的泥土中时，竟然发现万用表的指针发生了微微的偏转，怪了！难道相同的铁电极也能构成原电池吗？ 我们先重现一下当时的事实： ［实验1］将氯化钠溶液加入有棉布隔膜的水槽中，用导线连接好二只铁片电极及物理教学用演示电流计（量程100μA），观察是否有电流产生。 如图1，本实验选用长方形的塑料水槽，中间加一个棉质的隔膜，使两边连通，只是减缓了两极的氧气的相互扩散。先在其中加入适量食盐水溶液，再将准备好的二只一样的铁片电极（提前用铁砂纸打磨除去表面铁锈），与一只物理上用的100μA演示电流计，连结好导线。特别应注意的是应先将连电表负极的铁片插入溶液10 20s左右，再将连电表正极的铁片插入溶液中（这是本实验成功的秘诀！这是因为先放入的铁片由于局部的吸氧腐蚀而消耗了一部分氧气，故氧气的浓度必然小于棉布另一侧的溶液，后插入的铁片因溶液中富裕更多的氧气必然成为原电池的正极。于是，实验者就可以预料电表将会正向偏转的！）。奇迹发生了，电表发生了明显的偏转（电流可大于100μA），然后电流又渐渐变小。按中 ·14·Educational Equipment And Experiment Vol．27，No．5，2011

《钢铁吸氧腐蚀再探究》教学设计

《钢铁吸氧腐蚀再探究》教学设计 吸氧腐蚀是人教版化学选修4第四章电化学基础第四节《金属的电化学腐蚀与防护》的部分内容。相比之下，析氢腐蚀是产生气体，现象和反应原理学生比较熟悉，而吸氧腐蚀是吸收气体，表现为速率不快，某些现象不够明显，甚至仍有同学对吸氧腐蚀过程中氧气的参与与否表示怀疑，对锈蚀结果都很熟悉、而对锈蚀过程却很陌生，对生锈的严重性及应用认识不够。故本人想对吸氧腐蚀的原理、过程、应用等做进一步的介绍，这样既可以加强对所学知识的巩固，同时又能对学生学科素养加以培养与提升。 一、教材内容与学生学情 1.教材地位：钢铁的吸氧腐蚀是金属腐蚀最普遍的一种现象，和析氢腐蚀一起同属于电化学腐蚀，安排在第四章电化学的最后一节。是对前三节电化学原理知识的应用和总结，符合先理论后实际的认知规律，同时也体现了化学学科学以致用的初衷。 2.学生学情：在知识上，学生已经完成电化学原理的认识、理解与训练，初步掌握了比较化学反应速率快慢的方法，以及控制变量法；在能力上，初步具备对实验原理、操作、装置的描述和评价能力，具有一定的归纳、演绎和逻辑推理能力。在心理上，高三学生相比较于高一、高二学生，比较成熟理性，具有一定的动手能力、合作意识以及对化学现象背后的原因具有较强的求知欲。 二、教学重难点与目标 1.教学重难点： (1)教学重点：钢铁吸氧腐蚀的原理；钢铁锈蚀过程的探究；钢铁吸氧腐蚀能量转化的探究；吸氧腐蚀的应用。 (2) 教学难点：钢铁锈蚀过程的探究；“暖宝宝”的制取及分析。 2.教学目标： (1)知识目标：通过符号、宏观、微观以及曲线等化学的“四重表征”完成对吸氧腐蚀的进一步理解，通过吸氧腐蚀的应用达到学以致用的目的。 (2)能力目标：通过学生对吸氧腐蚀过程的探究、能量实验的设计与体验、“暖宝宝”的制取与思考，训练并提升学生分析问题、解决问题的能力。

吸氧腐蚀和析氧腐蚀是怎么回事

吸氧腐蚀和析氧腐蚀是怎么回事？有什么区别？ 吸氧腐蚀是指金属做负极，惰性非金属作正极的一类原电池反应，例如铁生锈的反应就是吸氧腐蚀，铁做负极，铁中的杂质等物质作正极，正极发生反应O2 + 4e- +2H20 = 4OH-，吸收氧气负极发生反应Fe - 2e- = Fe2+ 析氢腐蚀是指以酸为电解液的一类原电池反应，例如铁-锌，稀硫酸为电解液的原电池，正极发生反应2H+ + 2e- = H2，析出了氢气负极发生反应Zn - 2e- = Zn2+ 析氢腐蚀 ~~~~~~~~ 1 在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。 2 在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H 增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。 3 发生析氢腐蚀的体系 3.1 标准电位很负的活泼金属 3.2 大多数工程上使用的金属，如Fe 3.3 正电性金属一般不会发生析氢腐蚀。但是当溶液中含有络合剂时，正电性金属(如Cu，Ag)也可能发生析氢腐蚀。 4 析氢腐蚀的三种控制类型： 4.1 阴极极化控制：如Zn在稀酸溶液中的腐蚀。因为Zn是高氢过电位金属，故为阴极极化控制。其特点是腐蚀电位与阳极反应平衡电位靠近。对这种类型的腐蚀体系，在阴极区析氢反应交换电流密度的大小将对腐蚀速度产生很大影响。 4.2 阳极极化控制：只有当金属在酸溶液中能部分钝化，造成阳极反应阻力大大增加，才能形成这种控制类型。有利于阳极钝化的因素使腐蚀速度减小。 4.3 混合控制：阴阳极极化程度差不多，称为混合控制。其特点是：腐蚀电位离阳极反应和阴极反应平衡电位都足够远。对于混合控制的腐蚀体系，减小阴极极化或减小阳极极化都会使腐蚀电流密度增大。 5 析氢腐蚀的影响因素 5.1 溶液方面 （1） pH值：溶液pH值对析氢腐蚀速度影响很大，随pH值下降，腐蚀速度迅速增大。一方面，pH值下降, Eec正移，腐蚀倾向增大；另一方面，pH值下降，阴极极化性能减小。（2）溶液中的其他组分。（3）温度：温度升高，腐蚀速度迅速增大。 5.2 金属方面 （1）金属材料种类和杂质：金属材料种类和所含杂质的影响既涉及阴极反应又涉及阳极反应。混合控制腐蚀体系比阴极极化控制腐蚀体系明显。（2）阴极区面积。（3）金属表面的状态。 吸氧腐蚀 ~~~~~~~~~ 1 金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀。例如，钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下： 负极（Fe）：2Fe - 4e = 2Fe2+ 正极（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- 钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀。 2 吸氧腐蚀的必要条件 以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀，称为氧还原腐蚀或吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧还原反应的电位低。 3 氧的阴极还原过程及其过电位 吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进行，氧不断消耗，只有来自空气中的氧进行补充。因此，氧从空气中进入溶液并迁移到阴极表面发生还原反应，这一过程包括一系列步骤。 （1）氧穿过空气／溶液界面进入溶液； （2）在溶液对流作用下，氧迁移到阴极表面附近； （3）在扩散层范围内，氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面； （4）在阴极表面氧分子发生还原反应，也叫氧的离子化反应。 4 吸氧腐蚀的控制过程及特点 金属发生氧去极化腐蚀时，多数情况下阳极过程发生金属活性溶解，腐蚀过程处于阴极控制之下。氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的传递速度和氧在电极表面上的放电速度。因此，可粗略地将氧去极化腐蚀分为三种情况。 （1）如果腐蚀金属在溶液中的电位较高，腐蚀过程中氧的传递速度又很大，则金属腐蚀速度主要由氧在电极上的放电速度决

高中化学复习知识点：析氢腐蚀

高中化学复习知识点：析氢腐蚀 一、单选题 1．如图装置中，有如下实验现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于U 型管中的液面。以下有关解释不合理的是 A ．生铁片中所含的碳能增强铁的抗腐蚀性 B．雨水酸性较强，生铁片开始发生析氢腐蚀 C．导管内墨水液面回升时，正极反应式：O2＋2H 2O＋4e—==4OH D．随着反应的进行，U 型管中雨水的酸性逐渐减弱 2．将炭粉和铁粉均匀混合，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸溶液润湿过的具支试3．钢铁在海水中的腐蚀过程如图所示，有关说法正确的是( 观察下图，示意正确的是( C． D．

A ．该腐蚀过程为析氢腐蚀 B ．正极的反应为：O2+2H2O+4e→4OH- C．碳上发生的是氧化反应 D．若该钢铁上焊有铜钉，其被腐蚀的速率将减小 4．如图是钢铁在酸雨环境中腐蚀的示意图。有关说法正确的是( ) A ．正极上电极反应式为：2H2O+O2+4e=4OH - B．铁被腐蚀发生还原反应 C．有微小电流从C 移向Fe D ．还涉及到的离子反应为：Fe2+＋2OH - =Fe(OH) 2↓ 5．如图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH=4 的雨水和生铁片。观察： 开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释 A ．生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应 B ．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀 C．墨水回升时，碳极反应式为：O2 + 2H2O + 4e-→ 4OH- D．具支试管中溶液pH 逐渐减小6．下列有关原电池和电解池的叙述中正确的是 A ．钢管大部分浸在淡水中，主要发生析氢腐蚀 B．钢管若采用外加电流的阴极保护措施，应当与电源的正极相连C．钢管若需保护，可采用牺牲阳极的阴极保护法

《金属的腐蚀与防护》优质课说课稿

2019年安徽省 化学优质课比赛 金属的“克星”与“救星” ——金属的腐蚀与防护 说课设计

《金属的腐蚀与防护》说课稿 各位专家、评委，大家好，今天我说课的题目是《金属的腐蚀与防护》，下面我从六个方面来分析和设计本节课。 一、教材分析 本节内容选自鲁科版选修(4)《化学反应原理》第一章《化学反应与能量转化》第三节。 本节内容重点介绍了金属电化学腐蚀的本质——表面形成微型原电池，讲述了金属防护的方法，并具体介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。编者安排本节内容时，学生已经在初三初步学习了金属的腐蚀与防护，并在高二已经系统学习了电化学知识，显然，安排本节内容，主要目的是：一方面让学生巩固所学的电化学知识，另一方面让学生利电化学知识解决生活、生产中的实际问题。因此学习本节内容，即能温故知新，又能学以致用。 二、教学目标分析 依据高考大纲、参照新课程标准、彰显编者意图、结合学生特点，我确立了以下的三维目标和教学的重难点： （1）、三维目标 1.理解引起金属电化学腐蚀的原因、条件，电极反应和金属防护的方法。 2.培养学生观察、实验、自主学习与合作探究能力，建立将科学知识运用到实际生活中 的理念。 3.通过揭示金属腐蚀造成的严重危害，增强学生社会责任感，激发学生学习兴趣。 （2）、教学重难点： 重点：金属的电化学腐蚀及金属电化学防护原理 难点：钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的电化学原理 三、学情分析 已有基础： 1.对电化学知识的相关问题已有初步认识，但对知识的理解和运用仍有一定困难。 2.具有一定的实验探究能力，但合作探究能力有待提高。 3.对实物和生活常识感兴趣。 发展目标： 1.充分利用他们对实物和生活感兴趣的心理特征设计化学学习情境，培养“做中学”的学习习惯和能力。 2. 通过合作探究实验活动和小组讨论让学生对电化学腐蚀形成完整认识，为学以致用奠定基础。 为了化解重点、突破难点，达到本节课预定的教学目标，我设计了以下教学策略。 四、教学策略 ①化解重点： 电化学腐蚀的原因很抽象，对学生来说很难理解，是本节课的重点之一，这里我是先用PPT 展示金属腐蚀图片，让学生对金属腐蚀有初步印象，接着提出三个问题：①.什么是金属腐蚀？②金属腐蚀的本质是什么？③金属腐蚀可分为哪几种类型？然后，以学生三天前准备的分组实验为载体，让学生结合实验现象回答这三个问题，老师并给予适当的点评。 接着，通过质疑和老师的一组演示实验，最终得出金属电化学腐蚀的原因。 至于金属防护则是通过启发设疑和温故知新的方法以及生活中的实例加以化解。 ②突破难点 本节难点，我以老师的演示实验现象为载体，通过设疑的方式，引导学生设计实验去探究，并让学生通过实验现象，讨论、分析，然后结合多媒体播放两种腐蚀的动漫，最后得出两种腐蚀的电极式，从而实现难点突破。

钢铁吸氧腐蚀演示实验的创新设计

钢铁吸氧腐蚀演示实验的创新设计 《高中化学课程标准》在《化学反应原理》选修模块中要求“能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害,通过实验探究防止金属腐蚀的措施。”教师开展“钢铁吸氧腐蚀”教学时大多依赖多媒体动画演示以配合理论教学,相关实验也仅限于“防止腐蚀”,而不关注“如何腐蚀”——钢铁腐蚀为何主要表现为有氧气参与的腐蚀？腐蚀时发生了什么原电池反应？钢铁腐蚀为何最终会生成铁锈？这一系列问题对习惯于宏观表征思维的中学生来说总是难以理解,学生对钢铁腐蚀的知识仍然停留在死记硬背电极反应式的学习模式中。 鉴于此,我们借鉴了钢铁腐蚀的专题研究文献,结合个人的探究,设计了一系列课堂演示实验,实验总耗时仅需10分钟左右。在新授课时如能在课堂上增补以下演示实验,不仅有利于学生对钢铁的腐蚀有深刻的理解,而且对以后学习金属的防护会有更大的益处。 一、重现一次偶然的发现（趣味钢铁腐蚀问题的引出） 笔者在读高中时,特别喜爱搞些手工制作。在一次摆弄自己“土制”的“万用电表”时,发现了一个令当时的笔者无法解释的现象：当将自做的两只相同铁质表棒插入潮湿的泥土中时,竟然发现万用表的指针发生了微微的偏转！难道相同的铁电极也能构成原电池吗？ 我们先重现一下当时的事实： 【实验1】将氯化钠溶液加入有棉布隔膜的水槽中,用导线连接好2只铁片电极及物理教学用演示电流计（量程100µA）,观察是否有电流产生。 如图2,本实验选用长方形的塑料水槽,中间加1个棉质的隔膜,使两边连通,只是减缓了两极氧气的相互扩散。先在其中加入适量食盐水溶液,再将准备好的2只一样的铁片电极（提前用铁砂纸打磨除去表面铁锈）,与1只物理上用的100µA演示电流计,连接好导线。特别应注意的是：应先将连电表负极的铁片插入溶液10～20秒左右,再将连电表正极的铁片插入溶液中（这是本实验成功的秘诀！因为先放入的铁片由于局部吸氧腐蚀而消耗了一部分氧气,故氧气的浓度必然小于棉布另一侧的溶液,后插入的铁片因溶液中富含更多的氧气必然成为原电池的正极。于是,实验者就可以预料电表将会正向偏转！）。奇迹发生了,电表发生了明显的偏转（电流可大于100µA,如图3所示,然后电流又渐渐变小。按中学电化学理论,构成原电池应有2只活泼性不同的电极,但这个现象意味着什么呢？既然事实证明电流产生,就已说明发生了原电池反应,负极一定是铁失电子发生氧化反应被腐蚀。 本次实验结论：相同的铁电极插在氯化钠溶液就能有电流产生,证明了钢铁腐蚀的普遍性。

阅读材料：钢铁吸氧腐蚀实验改进研究

钢铁吸氧腐蚀实验的改进研究 摘要从缩小玻璃管的孔径来放大实验现象，并与生活经验联系来改变实验的浸泡液、增大混合粉末与空气的接触面、和升高反应的温度三个方面来加快钢铁的吸氧腐蚀速度，取得了理想的实验效果。大大缩短实验现象出现的时间。 关键词吸氧腐蚀泡菜水增大接触面缩小口径 1问题的提出钢铁的吸氧腐蚀，是高中化学新教材《化学反应与原理》（人教版和苏教版）的一个实验，人教版中作为教师演示实验，是将铁钉用饱和食盐水浸泡后进行实验的：至少需等待5min甚至更长时间才能观察到水柱上升。苏教版中则作为学生探究实验，稍有区别是在铁粉中掺入少量炭粉，混合均匀后用氯化钠溶液浸泡，再使之发生无数微小的原电池反应的条件下进行吸氧腐蚀，进而观察因为氧气在腐蚀中被消耗后产生水柱的上升，但是苏教版新教材实验的做法甚至需要几十分钟的时间才能观察到现象。 在课堂上等待这样长时间才能观察到实验现象，无论是作为教师演示实验还是学生探究实验，都显然不恰当。因此，如何让这个实验能够在很短的时间内完成，成了新教材使用过程中的一个疑难实验。为此笔者对此实验进行了比较全面的改进研究，结果显著加快了钢铁吸氧腐蚀的速度，在50s内可以观察到非常显著的实验现象。这里简介于后。 2改进研究 ⑴改进浸泡混合粉末的溶液 受人们在日常烹调中用菜刀切泡菜时，菜刀粘上泡菜水后会很快观察到菜刀上产生斑斑铁锈的启示，我们改饱和食盐水为泡菜水，用它浸泡铁粉和炭粉的混合物。 ⑵缩小玻璃导管的口径来放大实验现象 将玻璃导管改成毛细尖嘴管（尖嘴部分长约4cm）用胶皮管连接在具支试管的支管上。 ⑶增大铁炭混合粉末与空气的接触面积来加快反应速率 将滤纸剪裁成比具支试管的直径稍窄的长条，在具支试管的橡皮塞上切两条平等的切口，再用泡菜水浸湿滤纸条后，在滤纸条的正反两面均匀沾上铁、炭混合粉末，将滤纸条卡入橡皮塞的切口中装入具支试管中组成如图1、2、3的装置

PH对钢铁吸氧腐蚀的影响

【摘要】本文中的钢铁的吸氧腐蚀实验是高中化学教材"化学反应原理"中的一个演示实验，在课题研究中，主要通过观察不同ph的溶液对钢铁腐蚀速率的影响，来确定教学实验中最适宜的ph值。 【关键词】教学实验ph值吸氧腐蚀 1．前言 在《普通高中化学课程标准（实验）》中，"化学反应原理"选修模块对教学的要求是"能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。"在该部分内容的教学，教师一般采用实验的形式呈现给学生。这一部分内容是高中化学教材"化学反应原理"中的一个实验，人教版中作为教师演示实验，是将铁钉用饱和食盐水浸泡后进行实验的，但是至少要等待10分钟甚至更长时间才能观察到水柱上升。苏教版中则是作为学生的探究实验，而与人教版的不同在于，苏教版在铁粉中掺入少量炭粉，混合均匀后用氯化钠溶液浸泡，再使之发生无数微小的原电池反应的条件下进行吸氧腐蚀，进而观察因为氧气在腐蚀中被消耗后产生水柱的上升，但是苏教版教材中的实验同样也需要较长的时间才能观察到现象。在课堂上等待这样长的时间才能观察到实验现象，无论是作为教师演示实验还是学生探究实验，显然都是不恰当。因此，选择合适的ph值，使实验能够在较短的时间内完成，成了在该实验教学过程中存在的一个问题。 2.实验部分 2.1实验原理 （1）钢铁表面形成水膜酸性较强时，发生析氢腐蚀的电化学反应如下： 负极（fe）：fe=fe2++2e- 正极：2h++2e-=h2 电池反应：fe+2h2o=fe(oh)2+h2↑ 由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。 （2）钢铁表面形成水膜酸性较弱时发生吸氧腐蚀的电化学反应如下： 负极（fe）：fe=fe2++2e- 正极：o2+2h2o+4e-=4oh- 电池反应：2fe+o2+2h2o=2fe(oh)2 由于反应过程吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。 析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的fe(oh)2均可被氧所氧化，生成fe(oh)3 ：4fe(oh)2+o2+2h2o=4fe(oh)3 2.2实验方案： 1、配制1mol/l nacl溶液，添加1mol/l盐酸溶液，调节不同ph。 2、混合铁粉、碳粉在研钵中研磨，使其充分混合。 3、如图连接仪器，检漏。 4、在u型导管中加入一定量的水，保证左右水面齐平。 5、将混合粉末加入具嘴试管底部，将不同ph值的nacl溶液滴入试管中，观察在不同时间的u型导管中水面的上下移动，同时记录时间。 3.结果与讨论 本实验主要选取采用ph=1、2、3、4、5、6、7的nacl溶液，通过观察u型管液面的高低来确定钢铁腐蚀的主要表现形式。当ph=1时，u型管的右管液面在反应开始后不断升高，有关数据如下： ph=1时间/min00.652.6857.259.2812.0115.4319.1725.3233.13 管长/mm-83-85-90-95-100-105-110-115-120-125-130当ph=2时，u型管的左管液面在反应开始

“铁的吸氧腐蚀”实验改进(教学课资)

“铁的吸氧腐蚀”实验改进 周如磊 （安徽省明光中学 239400） 1问题的提出 笔者在课堂演示人教版教材《化学选修4》第四章第四节实验4-3“铁的吸氧腐蚀” 实验时，发现4个问题： （1）短时间内实验现象不明显。 （2）有学生提出，即使导管中倒吸出明显水柱，也不能说明一定是空气中的氧气参与了反应。 （3）装置和操作较为繁琐。 （4）实验器材与日常生活缺乏联系。 如何解决上述问题？笔者带领学生兴趣小组，做了一些尝试。 2实验改进方案 2．1改进方案一 2.1.1实验步骤 （1）如图1所示：用锥形瓶代替具支试管，用小烧杯代替试管，用胶头滴管的玻璃管部分（以下简称“玻璃管”）代替导管。组装仪器，检验装置气密性。在小烧杯中倒入少量滴有墨水的水。 注意：水不要加太多，没过玻璃管末端即可。利用水的表面张力消除导管末端的“空气柱”。 （2）在锥形瓶中用向上排空气法收集1瓶氧气，塞上胶塞。 （3）称取约2g还原铁粉，和等体积的石墨粉，在小烧杯中充分混合后，加入3mL～4mL饱和食盐水。 （4）打开胶塞，快速将小烧杯中的混合物摇匀倒入锥形瓶中，塞上胶塞。捏住乳胶管，摇晃锥形瓶，使悬浊液均匀挂于锥形瓶内壁上。将玻璃管放入小烧杯中。 2.1.2实验现象 将玻璃管放入小烧杯中，0.5min后液柱开始升高，1min后，液柱高度达30mm，如图2。 注意：用三角板量取液柱高度时，不要触碰到玻璃管。教学过程中，也可目测液柱高度。

图1 图2 2.1.3实验改进的优点 （1）加快化学反应速率，放大实验现象。 （2）用氧气代替空气，实验可以更好地说明氧气参与了反应。 （3）省略实验夹持装置和铁钉的酸洗、水洗等操作，实验装置和实验步骤得以简化。2．2改进方案二 改进方案一固然解决了一些问题，取得了较好的课堂演示效果，但是笔者尴尬地发现：在课堂上，由于受学校实验室条件限制，学生根本无法做到人手一套或一小组一套实验仪器，只能由教师演示实验，绝大多数同学仍然扮演着“看客”的角色。 那么，在基层中学，如何解决实验器材短缺的问题，让学生有机会亲自动手，体验实验探究的过程与乐趣呢？请看改进方案二。 2.2.1实验步骤 （1）如图3所示：用100毫升盐水瓶代替锥形瓶，用废弃的水笔芯杆部（以下简称笔芯）代替玻璃管，组装仪器，检验装置气密性。 （2）在另一只盐水瓶中，用输液器软管代替导气管，采用二氧化锰催化分解双氧水的方法制取氧气，并用向上排空气法收集。 （3）用锉刀锉铁钉的方法获得约1g铁粉，用小刀削切2B铅笔芯的方法获得等体积的石墨粉。取底部平整的废弃塑料瓶瓶底，将铁粉和石墨粉加入其中，混合均匀，用一次性注射器量取2mL饱和食盐水，加入其中。 （4）打开胶塞，快速将混合物摇匀倒入盐水瓶中，塞上胶塞。用手指按住水笔芯上口，摇晃盐水瓶，使悬浊液均匀挂于内壁上。松开手指，用铅笔或筷子蘸取一滴墨水点在笔芯的上口处。 2.3.2实验现象 0.5min后笔芯顶端的墨水柱开始下降，1min后降幅超过40mm，如图3。实验结束后，用水冲洗盐水瓶，可发现其内壁附着点点红色锈迹，如图4. 图3 图4 图5 2.1.3实验改进的优点 （1）实验现象明显。 （2）实验装置大幅简化。 （3）仪器和药品基本上可由生活中获得，该实验改进方案在厨房中即可完成。 （4）笔芯、塑料瓶等实现废物利用，二氧化锰回收利用，实验仪器可重复使用，利于培养学生环保意识。

金属吸氧腐蚀实验创新 设计

金属吸氧腐蚀实验创新 赵晓冰 【实验目的】 验证金属在中性甚至极弱酸性条件下能发生吸氧腐蚀。 【实验用品】 锌片（新）、铜片、导线、灵敏型电流表（0--0.6A）、烧杯、氯化钠固体、30%双氧水、 蒸馏水 【实验原理】 氯化钠溶液 【实验步骤】 1、按示意图连接装置，观察电流表指针变化 2、在锌片附近加入一滴管H2O2，观察电流表指针变化 【实验现象】 未加入H2O2之前，电流表指针几乎不动；加入H2O2后，热氯化钠溶液中产生大量微小的气泡（O2）指针慢慢偏转，同时锌片上生成一薄层Zn(OH)2。 【现象分析】 指针偏转的原因可能为①H2O2微弱电离导电；②H2O2在热蒸馏水中分解产生O2金属发生吸氧腐蚀，形成原电池导电。 【过程分析】 用玻璃棒蘸取加入双氧水后的氯化钠溶液，涂在pH 试纸上和标准比色卡对比，该溶液弱酸性，说明双氧水显弱酸性不是产生电流的主要原因；以往实验也可以证明，在相同条件（T、P）下，向热蒸馏水中锌片附近缓慢通入细小氧气气泡也会产生相同的现象，也能证明H2O2

电离不是电流表指针偏转的主要原因。所以，形成电流的主要原因是H2O22分解生成O2，金属发生吸氧腐蚀。此外，由锌表面生成一层白色氢氧化锌也可以证明发生了金属的吸氧腐蚀。 【实验结论】 本实验证明了金属在中性甚至极弱酸性条件下能发生吸氧腐蚀。 【效果评价】 本实验选用热氯化钠溶液不仅避增强了溶液的导电性，而且加快了H2O2的分解，增大了氧气在水中的浓度，从而克服了氧气难溶于水而使实验现象不明显的缺点。明显的实验象充分证明了金属在中性甚至极弱酸性条件下发生吸氧腐蚀，克服了普通条件下难证明吸氧腐蚀存在的缺点。完善了高中金属腐蚀的实验，使金属的吸氧腐蚀原理更具有说服力，更易于学生对该理论的理解和实际应用。

高中化学复习知识点：吸氧腐蚀

高中化学复习知识点：吸氧腐蚀 一、单选题 1．钢铁的电化学腐蚀原理如图所示，下列有关说法中错误 ．．的是（） A．铁片里的铁和碳与食盐水形成无数的微小原电池 B．铁电极发生氧化反应 C．负极的电极反应方程式为O2＋4e－＋2H2O=4OH－ D．放置一段时间后，铁片上有铁锈出现 2．将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是（） A．活性炭的存在会加速铁的腐蚀 B．铁被氧化的电极反应式为Fe?3e-=Fe3+ C．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 D．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 3．研究金属桥墩的腐蚀及防护是桥梁建设的重要课题。下列有关说法正确的是（） A．图1辅助电极的材料应为铜 B．图1通入的保护电流只与钢铁桥墩和辅助阳极的材料有关 C．图2钢铁桥墩上发生的反应是O2+2H2O+4e-=4OH- D．钢铁桥墩在河水的腐蚀比海水中更快 4．如图的装置中，试管内是氯化铵溶液，将一生铁片放入其中，放置一段时间，下列

有关描述正确的是（） A．生铁中的碳是原电池的阴极 B．红墨水柱右端上升 C．试管中发生了吸氧腐蚀 D．溶液的pH值较开始减小 5．将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。有关说法正确的是 A．液滴中的Cl—由b区向a区迁移 B．液滴边缘是负极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e-→4OH－ C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈 D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e-→Cu2＋ 6．如图，在置于空气的容器里盛有NaCl溶液，再放入缠绕铜丝的铁钉，下列叙述错误的是 A．铜丝上发生的反应为：O2+4e-+2H2O=4OH－ B．铁钉上发生的反应为：Fe-3e-=Fe3+ C．NaCl的存在能加快铁钉的腐蚀速率 D．一段时间后铁钉上出现红棕色物质 7．下列有关纯铁的描述正确的是（） A．熔点比生铁的低

一道关于“铁的吸氧腐蚀”的原创题

一道关于“铁的吸氧腐蚀”的原创题 （1.襄阳市东风中学 ；2. 襄阳市教学研究室，湖北襄阳 441004） 摘要：利用人教版新教材（选修4）中的一个实验为素材，命制了一道涉及铁的吸氧腐蚀原理、实验探究与改进等知识的原创题，并对试题的命制意图和解题过程进行了分析。 关键词：吸氧腐蚀；原创题；命题意图；解题思路 1 原创试题 某课外实验探究小组按照教材中实验装置（图1）探究钢铁的吸氧腐蚀： （1）画出图1装置相应的原电池装置示意图，并标出该原电池的正、负极以及电子移动的方向。 （2）该实验小组按照图1装置进行实验的过程中，等待了近8分钟才看到导管中液柱的上升，他们认为是反应速率太慢的缘故，你认为以下哪些措施可以更快更清晰地观察到实验现象（ ），其中不合理的措施可以修改为 。 A. 用纯氧气代替具支试管内的空气 B ．用酒精灯对具支试管进行加热，提高反应温度 C ．将铁钉用胶水润湿后并蘸取铁粉和炭粉的混合粉末 D ．用毛细尖嘴管代替玻璃导管，并向试管的水中滴加少量红墨水 除了以上选项中的原因可能导致反应速率较慢之外，该研究小组还认为图1装置在组装过程中必定会导致导管内液面低于试管中液面，这样会导致导管中液柱上升需要更多的时间，你认为此种说法 （“有”或“没有”）道理，若没有道理你的理由是 ，若有道理，你认为下列装置可以消除上述影响的是 。 （3）该实验小组利用（2）中的探究结果将教材中 实验进行了多方面的改进（图2，NaCl 溶液50mL ），最 终测得了以下数据（表1）。用Fe 2+的浓度变化表示铁钉 在前3分钟的腐蚀速率（导管直径为1cm ，忽略导管 图1 教材中装置 A B C 图 2 改进装置 止水夹 三通管 红墨水 纯氧气 铁钉 NaCl 溶液 a 点 b 点

《探究钢铁的电化学腐蚀》教学设计(省级优质课获奖作品)

《探究钢铁的电化学腐蚀》教学设计 钢铁的电化学腐蚀是人教版化学选修4第四章第四节的教学内容。相比之下，析氢腐蚀产生气体，学生容易通过对现象的观察理解其反应原理，而吸氧腐蚀是吸收溶液中的溶解氧，表现为反应速率慢，现象不够明显，甚至有同学对吸氧腐蚀过程中氧气的参与与否表示怀疑。学生对锈蚀结果很熟悉、而对锈蚀过程却很陌生，对钢铁生锈的严重性及应用认识不够。本节课创新实验设计，对钢铁的电化学腐蚀进行再探究，通过宏观辨识与微观探析、基于证据推理建构解决问题模型、深化对钢铁腐蚀本质及其危害的认识，全面提升学生学科素养。 一、教材内容与学生学情 1.教材地位：钢铁的吸氧腐蚀是钢铁腐蚀最普遍的一种现象，和析氢腐蚀一起同属于电化学腐蚀，安排在第四章电化学的最后一节。是对前三节电化学原理知识的应用和总结，符合先理论后实践的认知规律，同时也体现了化学学科学以致用的初衷。 2.学生学情：在知识上，学生已经完成电化学原理的认识、理解与训练，初步掌握了比较化学反应速率快慢的方法，以及控制变量法；在能力上，初步具备对实验原理、操作、装置的描述和评价能力，具有一定的归纳、演绎和逻辑推理能力。在心理上，高二学生相比较于高一学生，比较成熟理性，具有一定的动手能力、合作意识以及对化学现象背后的原因具有较强的求知欲。 二、教学目标与评价目标： 1. 教学目标 (1)通过实验探究钢铁的电化学腐蚀，从宏观观察到的现象—微观辨析—理解钢铁的电化学腐蚀的原理；通过对比实验发现的问题—创新实验设计—将传统实验与数字化实验有效融合—从宏观、微观、符号以及曲线等化学的“四重表征”完成对吸氧腐蚀的进一步理解，钢铁的腐蚀主要以吸氧腐蚀为主。 （2）通过对钢铁电化学腐蚀化学反应本质的认识过程，初步建立钢铁吸氧腐蚀的认知模型。 （3）通过对钢铁电化学腐蚀活动的探究，感受钢铁的腐蚀存在的广泛性与普遍性，深化对钢铁防腐重要性的认识，增强社会责任感。 2. 评价目标 1