用DIS技术探究钢铁的电化学腐蚀

1、    用dis技术探究钢铁的电化学腐蚀    贾顺义钢铁的电化学腐蚀在苏教版高中化学教材中多次出现.教材上都是用示意图的形式来说明反应原理，并没有通过实验测定反应中的电流，对于吸氧腐蚀与析氢腐蚀没有进行详细的比较.dis在实验室里日益普及，能否用dis技术检验电化学腐蚀时的电流呢？在弱酸性的条件下，一定是析氢腐蚀为主吗？下面结合自己的教学实践进行探究.一、组装简单的原电池如图1，分别将铁钉与碳棒插入一块泡沫塑料中，上端用传统的灵敏电流计将碳棒与铁钉连接起来，下面的烧杯中可以加自来水，电流会大一点易检测到.如果用矿泉水，电流会小一点，但是也可以检测到.利

2、用dis的微电流探头，也可以将反应中的电流检测出来.画出实验数据图，从而证明钢铁在发生腐蚀时的确有电流产生.二、钢铁的电化学腐蚀实验苏教版化学反应原理第23页的活动与探究，是通过发生电化学腐蚀后具支试管中气体压强的变化来说明反应发生了.实验装置图略.这个实验现象不明显，不容易成功.而利用dis压强传感器，能够迅速地测定试管中压强的变化.实验装置如图2.为了使反应迅速发生，我采用了江军老师的方法.在大试管内壁套一层滤纸，并用0.1mol/l的nacl溶液润湿，撒上1g铁粉，再撒上2g炭粉，（这样的操作和配比，实验较快），然后利用压强传感器得到数据图：棕色的曲线代表的是吸氧腐蚀时试管中压强的变化趋

3、势，蓝色的曲线代表的是1mol/l稀醋酸中加入同样质量的铁粉时压强的变化趋势图（图略）.从图中可以看出，在稀醋酸中加入铁粉后，试管内的压强稍变小，然后稍有升高.同时，可以得出如下结论：在氯化钠溶液存在下，钢铁发生了吸氧腐蚀，使大试管中的压强下降，而对比用的酸性条件下的稀醋酸溶液中压强变化不明显.这引起我的思考.没做实验之前，总觉得析氢腐蚀会产生氢气，试管中的压强应该增加.为什么压强变化不大？是不是醋酸引起的？为了分析不同浓度的醋酸对铁粉腐蚀速率的影响，我用不同浓度的稀醋酸进行实验，比较醋酸的浓度对实验中压强的影响.我做了3个对比实验，然后用蓝色的曲线代表1mol/l稀醋酸，棕色的曲线代表3mo

4、l/l稀醋酸，蓝绿色的曲线代表6mol/l稀醋酸，在同一个坐标系中得到三个曲线趋势图（图略），然后引导学生对曲线进行分析.从曲线中可以得出的结论是，以醋酸为电解质溶液，钢铁腐蚀时仍然以吸氧腐蚀为主.即使是酸性的环境，但吸氧腐蚀还是发生了.曲线变化不大的原因，可能是消耗氧气的速率与生成氢气的速率差不多，所以压强的变化不大.三、利用dis技术对钢铁电化学腐蚀实验探究的反思1.实验改进前后的比较.实验1：检验电流.教材上没有提供实验装置，改进后的实验装置如图1.实验2：测定压强.教材中的装置如图2，改进后的实验装置如图3.2.本次dis实验改进的特点.验证了钢铁在腐蚀时的确有电流产生.说明了钢铁在不同的条件下，发生了不同的电化学反应，特别是说明了，即使是在酸性条件下，吸氧腐蝕也同样发生.现象明显，实验成功率高.3.钢铁发生吸氧腐蚀后，会造成氧气浓度下降，应该用氧气传感器来测定o2浓度的变化，但我校的氧气传感器都有问题，不能正常工作，只好改为用压强传感器来测定试管中压强的变化.总之，每一个实验的改进都不是凭空想象出来的，而是在学习前人已有经验的基础上，通过实践反思改进再实践的过程.在实验反思中，笔者关注的内容有：实验现象是否明显？能不能将实验现象进行数字化处理？，反思实验效果（怎么做这个实验？为什么做这个实验？