金屬的腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計

鄭曉紅

在人教版教材《化學(xué)反應(yīng)原理》中，有關(guān)“金屬的腐蝕與防護(hù)”內(nèi)容的相關(guān)實(shí)驗(yàn)是教學(xué)中的難題：“鐵的吸氧腐蝕”有原理介紹，沒有相應(yīng)的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證；教材中有關(guān)“鐵的吸氧腐蝕”現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)不易操作和觀察；“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法”實(shí)驗(yàn)不容易做成功。針對這些問題，通過分析、思考和探索實(shí)驗(yàn)條件，筆者設(shè)計了以下幾個實(shí)驗(yàn)裝置和方法，較好地解決了以上難題。

一、鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)原理驗(yàn)證

用1張浸有飽和食鹽水的濾紙包住1塊鐵片和1支碳棒(兩者相接觸)，在鐵片處滴加2滴鐵氰化鉀溶液，在碳棒處滴加2滴酚酞試液，靜置觀察。

實(shí)驗(yàn)說明：采用浸有飽和食鹽水的濾紙，可以使電解質(zhì)溶液既充分展開有利于接觸氧氣，又能富集形成的產(chǎn)物便于檢驗(yàn)，還能作為白底襯托出藍(lán)色和紅色(如圖1所示)。

圖1 實(shí)驗(yàn)原理驗(yàn)證效果圖

2.吸氧腐蝕現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)

將鐵粉與碳粉的混合物裝入錐形瓶中，用飽和食鹽水潤濕，并在瓶壁盡量展開；瓶口塞上自制回型管裝置(加有品紅溶液)，調(diào)節(jié)品紅液面至水平位置后，靜置觀察。

3.實(shí)驗(yàn)說明

自制回型管裝置(如圖2所示)，其中橡皮塞上有2個孔，1個插入回型管，1個插入帶玻璃珠的乳膠管。在塞緊橡皮塞后，回型管中的液面會有變形，調(diào)節(jié)回型管中的液面，使之處于水平位置，便于觀察液面高度變化。

圖2 吸氧腐蝕現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)效果圖

二、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法

1.實(shí)驗(yàn)方法

在2支U型管中分別裝入飽和食鹽水，分別插入鐵絲、連有鋅片的鐵絲。在鐵絲端管口分別滴加幾滴鐵氰化鉀溶液，1 min后再分別滴加1滴稀鹽酸(1 mol/L)，觀察現(xiàn)象。

2.實(shí)驗(yàn)說明

教材中用酸化的飽和食鹽水做該實(shí)驗(yàn)，其中“酸度”比較難控制。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，有時直接用飽和食鹽水效果更好，但時間可能較長。加酸以后反應(yīng)速率加快，現(xiàn)象較明顯，加入酸的時間越晚對比色越突出，還能觀察到鐵絲(連有鋅片)上有細(xì)小的氫氣泡。加入酸的量一定要少，否則兩者都變藍(lán)色(如圖3所示)。

圖3 驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法實(shí)驗(yàn)效果圖