第三单元金属的腐蚀与防护

1、,钢铁的吸氧腐蚀 实验探究,扬州市新华中学 陈云,请阅读一次性暖贴的使用说明书，分析一次性暖贴发热的原理。,保存方法：避免阳光直射，请在阴凉处保存，请置于儿童接触不到的地方 使用方法：临使用前，打开内袋包装，揭去剥离纸。本产品一旦接触空气，即开始发热。,学生活动一：认识钢铁吸氧腐蚀的原理,【交流与讨论】,请根据以下实验仪器和药品，设计实验验证一次性暖贴发热原理。请画出实验草图。,实验仪器：滤纸、带鱼嘴夹的导线、电流表、培养皿 实验药品：铁钉、碳棒、pH试纸、蒸馏水、KSCN溶液、 6mol/L NaCl溶液、K3Fe(CN)6溶液,（提示：Fe2+的检验：加入K3Fe(CN)6溶液，产生特征蓝

2、色沉淀。）,【交流与讨论】,学生活动一：认识钢铁吸氧腐蚀的原理,实验2：在滤纸条一端放置一片饱和NaCl溶液湿润的pH试纸，将铁钉、碳棒分别与滤纸和pH试纸接触，连接电流计反应一段时间之后，向铁钉处滴加一滴K3Fe(CN)6溶液，观察并记录实验现象。 实验3：移动铁钉位置，重复实验2操作，向铁钉处滴加一滴KSCN溶液，观察并记录实验现象。,【实验探究一】,实验1：将一片用6mol/LNaCl溶液湿润的滤纸条置于培养皿中，将带有鱼嘴夹的两根导线分别夹铁钉和碳棒，连接微电流计，将两电极分别接触滤纸条两端，观察并记录实验现象。,铁锈蚀中的电化学过程,学生活动一：认识钢铁吸氧腐蚀的原理,当在钢铁表面形

3、成的电解质溶液薄膜呈中性或酸性很弱，且溶有一定量的氧气时发生吸氧腐蚀，反应如下: 负极反应： Fe - 2e- = Fe2+ 正极反应：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 电池总反应：2Fe +O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 后续进一步反应：4Fe(OH)2+O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3xH2O+(3-x)H2O,学生活动一：认识钢铁吸氧腐蚀的原理,从一次性暖贴的使用说明及发热原理，分析其发热的条件和影响因素。,学生活动二：认识钢铁吸氧腐蚀的影响因素,【交流与讨论】,氧 气 浓 度,通过一次性暖贴包装上的微孔透气膜的孔径大小控制

4、,接 触 面 积,通过一次性暖贴内包装中铁粉和碳粉混合均匀程度控制,电解质溶液,通过一次性暖贴中NaCl和水的量控制,学生活动二：认识钢铁吸氧腐蚀的影响因素,请根据以下实验仪器和药品，设计实验验证氧气浓度对一次性暖贴发热的影响。,实验仪器：滤纸、带鱼嘴夹的导线、电流表、碱性电池、培养皿 实验药品：铁钉、碳棒、蒸馏水、6mol/L NaCl溶液,学生活动二：认识钢铁吸氧腐蚀的影响因素,【交流与讨论】,将原碳棒连接碱性电池正极，取另一只碳棒连接碱性电池负极，将两根碳棒置于装有蒸馏水的容器中，电解一段时间。然后轻轻取出连接正极的碳棒，再与铁钉一起连接电流计，观察并记录实验现象。,【实验探究二】,空气

5、,温度传感器,氧气传感器,数字采集器,电脑,【实验探究三】,利用手持技术验证氧气浓度对发热量的影响,不同起始氧气浓度下 氧气浓度随时间的变化曲线,不同起始氧气浓度下 温度随时间的变化曲线,利用手持技术验证氧气浓度对发热量的影响,4滴NaCl(aq) 2滴NaCl(aq) 不加NaCl(aq),利用手持技术探究电解质溶液对发热量的影响,相同起始氧气浓度下加入不同量的6mol/LNaCl溶液时 温度随时间的变化曲线,从一次性暖贴的原理和影响因素分析，思考如何对金属的腐蚀进行防护呢？,学生活动三：认识钢铁吸氧腐蚀的原理的应用,烤蓝,涂机油,烤漆,涂凡士林,镀铬,自行车的金属部件采用了什么样的防护措施

6、?,学生活动三：认识钢铁吸氧腐蚀的原理的应用,2012年，美国研究小组开发出一种铁-空气电池，是以空气中的O2作为正极活性物质，正极材料为石墨，Fe作为负极活性物质，电解质为水溶液的一种高能电池。,拓展视野,铁碳混合物对废水进行处理，在印染废水、重金属废水、制药陵水、油田废水等难降解废水处理中有较多的应用。,1号试管：亚甲基蓝溶液 2号试管：铁粉、石墨粉、亚甲基蓝溶液,如何测定亚甲基蓝溶液浓度的变化？,实验室模拟利用铁碳混合物处理印染废水,【思考】,拓展视野,实验利用紫外可见吸收光谱间接测定了亚甲基蓝在水中的溶解度。 根据朗伯-比尔定律：,A为吸光度，c为亚甲基蓝的浓度(单位molL-1)， 为摩尔吸光系数，l为光程(单位cm)。,拓展视野,亚甲基蓝溶液的紫外吸收 c/（molL-1） a.5 b.10 c.15 d.20 e.25 f.30 g.35,亚