基于数字化技术对铁的吸氧腐蚀定性研究

基于数字化技术对铁的吸氧腐蚀定性研究浙江省长兴中学王杰一、使用教材苏教版高中化学反应原理专题2第三单元第一课时。二、实验器材仪器：石墨电极、铁电极（铁钉）、导线、溶解氧传感器、微电流传感器、数据采集器、数字化实验配套软件、三颈烧瓶；试剂：2molL-1 NaCl溶液、KSCN溶液、K3Fe(CN)6溶液、酚酞试剂。三、实验创新要求/改进要点通过现代化仪器数字化实验的引入，借助“提出问题猜想假设实验探究结论与解释”这一基本流程，解决了传统实验所不能检测到的微观反应实质，从根本上解决了金属电化学腐蚀一节内容中的三大问题：1、铁的吸氧腐蚀究竟与哪里的氧气发生了反应？2、铁的吸氧腐蚀是电化学腐蚀，但课堂实验并没有体现出来？3、课本所给电极反应式是铁失电子生成亚铁离子，但我们能不能通过实验来验证铁失电子后被氧化生成了什么？四、实验原理/实验设计思路从课堂疑问着手，利用现代化技术传感器，检测铁的吸氧腐蚀过程中的电流情况和溶液中溶解氧的变化趋势来探究铁的吸氧腐蚀的本质。解决了正极参与反应的氧气来源、负极氧化产物是什么以及铁的吸氧腐蚀是电化学腐蚀这一事实等问题。五、实验教学目标（1）知识与技能：明确了铁在发生吸氧腐蚀的过程中不仅能与空气中的氧气反应还能与溶液中的溶解氧发生反应，并且直观感受到铁的吸氧腐蚀产生了稳定的电压以及铁被氧化生成了Fe2+的事实。（2）过程与方法：学会了如何根据所发现的问题设计实验探究的方法；培养了学生从身边的仪器入手改进实验装置的能力；学会使用数字化实验解决化学问题；掌握了实验研究的基本流程：提出问题猜想假设实验探究结论与解释。（3）情感、态度、价值观：培养了学生的研究意识，引导学生用实验解释疑难问题；感受到先进实验手段在化学学习中的应用。六、实验教学内容本节课是学习在学生学习了原电池知识之后去探究金属的电化学腐蚀的内容。通过学生课后所提出的疑问着手，利用现代化技术传感器，设置了三个实验探究活动，通过检测铁的吸氧腐蚀过程中的电流情况和溶液中溶解氧的变化趋势，旨在解决正极参与反应的氧气来源、负极氧化产物是什么以及铁的吸氧腐蚀是电化学腐蚀这一事实等问题。从而探究铁的吸氧腐蚀的本质。七、实验教学过程问题发现：在金属电化学腐蚀一课后学生产生一系列疑问：铁的吸氧腐蚀究竟与哪里的氧气发生了反应？铁的吸氧腐蚀是电化学腐蚀，但课堂实验并没有体现出来？课本所给电极反应式是铁失电子生成亚铁离子，但我们能不能通过实验来验证铁失电子后被氧化生成了什么？实验探究：按照提出问题猜想假设实验探究结论与解释的基本实验探究流程设计实验从正极氧气来源、负极氧化产物、电化学腐蚀本质三个角度去探究铁的吸氧腐蚀的实验本质。结论梳理与总结：将得出结论进行梳理总结，得出铁的吸氧腐蚀本质。八、实验效果评价1.分析能力的提升：通过对课堂内容的理解及认知冲突，从实验过程与现象中寻找缺陷，发现新的问题并做出假设，设计实验方案，最终分析本质解决问题。2.操作能力的提升：本实验的探究过程，需要学生具备实验探究能力较高，需要考虑的问题也比较复杂，实验用到的仪器的使用方法也具有一定难度，操作步骤更多，创新空间也更大。3.思维方式的提升：能从课堂知识的本质上