铁的电化学腐蚀实验探究改进

方爱玉

一、问题的起因

在骨干教师的培训过程中，依照培训标准，要求参与培训的教师每人上一节县级公开课，我恰逢上到“金属的电化学腐蚀”这一节内容，因此将这节内容选定为公开课讲授内容。由于县级公开课的要求较高，于是在备课之时我便亲自前往化学实验室，按照教材中的“活动探究”完整试验了整个案例的全部过程，以此保证公开课能够顺利无误地进行。但现实情况是，如果完全依照课本那样进行一整套的实验操作流程，那么等到具体的化学现象的出现需要近20分钟，我想一节课就45分钟，等现象就花了20分钟，那还有操作装置花费时间不就至少要30分钟，那剩下15分钟怎么能完成教学目标呢？于是就提出问题，和实验老师探讨是否能改进实验，缩短时间。

二、实验探究过程

课本的实验：

向还原铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，将其小心撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的两支具支试管，按课本图1-28组装好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱的变化和试管中的现象。图1-28如下：

1.创新的设想

方案一 涂老师提出把还原性铁粉用酸洗过再按课本那样操作分别浸氯化钠溶液和稀醋酸溶液。

方案二 苏老师提出把铁粉改成铁片，然后在铁片表面涂抹铅笔蕊后卷成圆形分别用氯化钠溶液和稀醋酸溶液后再照课本那样做。

2.创新实验过程

实验药品：0.1mol NaCl溶液、0.1mol HCl溶液、稀醋酸、铁皮、铅笔蕊

实验仪器：具支试管、导管、试管、U型管、橡皮塞、电流计、碳棒、导线

操作：

先用方案一：结果反应所需花的时间还是较长，没得到预想结果。

而用方案二：两个实验同时做。

浸NaCl溶液只用5分钟就可观察到明显现象，大大缩短了时间。

现象：浸有NaCl溶液导管中水柱上升。

浸稀醋酸溶液，刚开始水柱下降，而后水柱又上升。

此时出现了反常的实验现象，之所以出现这样的问题，到底是哪个实验装置环节出现问题，是操作不当还是药品的问题？我们思考着，着手分析可能造成这种问题出现的具体原因。人们常说：尽信书不如无书。只有实践才能得出结论，原因是：

在这种实验条件下，稀醋酸润湿过的试管，水膜酸性较弱，仅有少量H+得电子生成H2，更主要的是溶解在水膜里的O2得电子发生吸氧腐蚀，而被酸浸湿过铁析氢腐蚀速度更快，瞬间完成后就发生吸氧腐蚀，倒吸的速度和程度均大于NaCl溶液润湿过的吸氧腐蚀。为了让学生明白铁在中性或弱酸条件下发生吸氧腐蚀，而在强酸性下发生析氢腐蚀，我们又改进实验装置。将课本实验装置改为对比实验装置，如下图：

观察现象：

红墨水起初向左侧流动，导致左侧水柱比右侧高。过了几分钟后，红墨水又向右侧流动，导致右侧水柱比左侧高。

实验结论：

装置中右侧b虽然用稀醋酸润湿开始发生析氢腐蚀，而后就发生吸氧腐蚀。

经过亲身实践，整个实验装置也改进得更为成功，继而决定在上课时采用这套改进后的装置为学生展现探究活动的魅力，通过化学实验的明显比对，让学生更深刻体会铁在什么条件下发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀，从实验中培养学生分析问题，比较、归纳

能力。

三、與旧知识的联系

课本安排铁的电化学腐蚀实质是引导学生关注日常生活，用所学原电池工作原理解释化学现象达到学以致用，加深学习理论知识，为了取得新旧知识的联系，在上课中又补充一个实验：将铁片和碳棒用导线连接后放入NaCl溶液中并接入电流计。

此实验的实验现象为电流计的指针发生了明显偏转，这无疑说明了部分化学反应可能会催生电流。

这样一个简单实验与课本上药品实验具有十分相似的地方，这对于加深学生对原电池工作原理的理解有一定的效用。笔者在教学实践中采用实验探究式教学，把课堂教学与研究性学习结合起来，引导学生通过自主活动来探究金属电化学腐蚀的一些规律，既有助于理解、巩固化学知识，又能培养学生的实践能力和探究精神。