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金属的电化学腐蚀实验改进

发布日期: 2018-04-19 10:27:46 来源:
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金属的电化学腐蚀实验改进

 

河南师范大学附属中学   明慧  张慧月

一、实验目的

金属的电化学腐蚀实验是人教版高中教材 《化学》(选修4)第四章第四节中的重要内容。而教材中关于于“金属的电化学腐蚀”的实验教科书上只安排了一个“食盐水浸泡过的铁钉”生锈的实验用于验证吸氧腐蚀,且需时较长。并且实验主要展现了化学的负面效应,教学中很难让学生“感受和赞赏化学对改善人类生活和促进社会发展的积极作用”。

不过,2015年《化学教育》上发表的一个教学设计案例[4]改变了这种状况。该案例通过实验探究市售暖贴(也称暖宝宝)的发热原理,引出金属的电化学腐蚀的概念,较有新意。然而,关于“金属的电化学腐蚀”,从学科理解和实验探究的角度看,上述教学设计仍需进一步优化。

现优化如下:

 

二、实验装置

 

 

 

 

 

 

 


 

实验仪器、药品

1.仪器:U型管(2个)、锥形瓶、导管、灵敏电流计、单孔塞(2个)、橡皮管、小玻璃瓶、

        铁架台

2.药品:纯铁片、碳棒、稀硫酸、自来水、饱和食盐水、红墨水

 

四、实验过程

实验一:

1.展示暖贴样品,提出问题和任务:暖贴为什么会发热?

2.对暖贴的材料进行分析,根据所学电化学知识猜想材料之间会发生什么化学反应。

3.解释:暖贴中铁粉和活性炭粉与食盐水构成了无数个微型原电池;铁制品中的铁和碳与表面的水膜也构成数不清的微型原电池。但很难用实验验证这些微小原电池的存在。

4.建立模型:将暖贴中微小的原电池放大,用铁片和碳棒代替铁粉和碳粉进行原电池实验。

①在U型管中加入自来水,U型管两端分别固定铁片和碳棒作为原电池两级,并用灵敏电流计将两极连接。

②打开灵敏电流计,读取示数。

③向自来水中加入几滴饱和食盐水,观察电流计示数变化。

 

实验二:(验证析氢腐蚀,吸氧腐蚀)

1.按照图片组装实验装置。

2.向U型管中加入红墨水,并检验装置气密性。

3.在锥形瓶中放置适量暖贴粉末和一个装有硫酸的小玻璃瓶。并迅速塞进锥形瓶上的橡胶塞。

4.观察U型管两端液面升降情况。

5.倾斜锥形瓶,让小玻璃瓶翻到,使其中稀硫酸流出,继续观察U型管中液面变化情况。

6.待硫酸反应完毕后,体系内溶液变为中性,继续观察U型管内液面变化。

 

五、效果评价                     

1. 两条线索:探究暖贴发热原理和钢铁锈蚀原理同时进行,让学生认识到,相同的化学反应既能给人类生活带来便利,也能给社会造成危害。

2.创设模型:模拟原电池实验。通过模拟暖贴发热和钢铁锈蚀过程中的原电池反应,让学生学习利用模型研究原型的科学方法。

3.贴近生活:实验材料暖贴是学生在生活中经常接触的物品,在课堂上从化学角度使学生了解其原理,使学生感受到化学服务于生活的理念。

4.现象直观:实验二在一个实验中依次完成金属吸氧腐蚀、析氢腐蚀、吸氧腐蚀,有效控制教学节奏,现象直观,突出教学重点。

5.操作简单:验证暖贴发热原理的实验。实验装置简单,操作简便,条件控制严密。

 

总之,这套装置综合性价比非常高!

 

恳请各位评委老师多多指导!谢谢大家!