金属电化学腐蚀的研究——基于生活用品的实验设计

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1、金属电化学腐蚀的研究——基于生活用品的实验设计金属电化学腐蚀的研究——基于生活用品的实验设计　　铁在空气中氧化锈蚀生成红棕色的铁锈是非常普遍的现象，发生反应如下：　　4Fe+3O2+6H2O→4Fe3++12OH-→2Fe2O3+6H2O　　每年由于金属腐蚀导致巨大的经济损失。许多金属，例如铝，可以与氧气反应生成致密的氧化膜而组织内层的金属继续被氧化。而当有水存在的情况下，氧化铁不能致密的附着在铁的表面，因此起不到保护的作用。可通过一下途径防止铁的腐蚀：涂上油或漆以组织铁与空气的接触，将铁与更活泼的金属相连接，将铁与铬、镍等金属铸成合金。　　在本活动中，你将观察铁钉在凝胶中的氧化过程，

2、以及条件对氧化速率的影响。凝胶中含有水杨酸镁，Mg2，水杨酸根阴离子可与Fe3＋配位生成深紫红色的配离子，氧化产生的Fe3＋越多，颜色则越深：　　Fe3+[无色]+2C7H5O3-[无色]→Fe2+[紫红色]　　·水、肥皂、纸巾、小锅、电炉、玻璃杯、勺子、塑料盘、食盐　　·普通铁钉、镀锌铁钉、铝箔、铜丝　　·7g非食用动物胶　　·背痛止疼片　　1.将4根普通铁钉和1根镀锌铁钉用肥皂和水清洗干净，并用纸巾擦干。　　2.在塑料盘中摆放：1根普通铁钉、1根镀锌铁钉、1根被铜丝缠绕的普通铁钉、1根被铝箔缠绕的普通铁钉、1根弯折的铁钉。　　3.在玻璃杯中加入30mL水和7g非食用动物胶，用勺子搅

3、拌至浆糊状。　　4.向小锅加入90mL水、氯化钠、半片止疼片药片，加热并搅拌至沸腾。　　5.缓缓将步骤4中的糊状物加入到小锅中，搅拌并保持微沸。当动物胶完全溶解后，停止加热。　　6.将上步中得到的溶液倒入装有铁钉的塑料盘中，使其刚刚没过铁钉，注意不要使铁钉相互接触。静置冷却。在前两个小时内，每个20分钟观察现象一次，然后分别于4小时、24小时后观察现象。　　1.钉子的哪一部分先出现颜色？　　2.在实验之前为何要清洗钉子，为了除去哪些物质？　　3.观察镀锌铁钉有什么现象？　　4.铜丝缠绕的铁钉有什么现象？　　5.为何铜铆钉通常用来固定铜件，铝铆钉通常用来固定铝件，不可混用？为何塑料可以用

4、来固定各种材料的器件？　　1.动物胶的作用？　　动物胶或琼脂冷却后成凝胶状，可固定铁钉的位置不使其随意移动；更重要的作用是减慢生成有色配离子扩散的速率，在铁钉周围出现色带，使观察到的现象更明显。如果仅用水溶液，则很难观察到实验中的现象。　　2.动物胶与琼脂的区别：动物胶为多肽，琼脂为多糖。　　3.也可用亚铁氰化钾，K4Fe6，与Fe3＋生成蓝色沉淀指示。用水杨酸根离子所显的红色比蓝色沉淀现象更明显；亚铁氰化钾遇Zn2+生成白色沉淀，而水杨酸根离子遇锌不显色。　　4.是否可使用阿司匹林药片替代水杨酸镁？　　阿司匹林药片的主要成分为乙酰水杨酸，水解可产生水杨酸与Fe3＋显色，但不宜使用，原

5、因如下：在碳酸钠中水解不完全，如果增大碳酸钠的用量以促进平衡的移动，过量的碳酸钠需用白醋中和，酸的用量不易控制，过量的酸可使水杨酸生成沉淀，阿司匹林药片的某些成分在凝胶冷却的过程中会沉淀析出。　　5.在实验室中可用水杨酸钠试剂进行实验，实验表明水杨酸镁止疼片是水杨酸钠一种很好的生活替代品。　　6.加入少量氯化钠可有效加快反应速率。中学化学林