人教版高中化学选修4《化学反应原理》第四章第四节《铁的吸氧腐蚀演示实验》创新设计

人教版高中化学选修４《化学反应原理》第四章第四节《铁的吸氧腐蚀演
示实验》创新设计
1.问题的提出
钢铁的吸氧腐蚀实验是高中化学人教版选修４《化学反应原理》第四章第四节（金属的电化学腐蚀）教材上的一个实验，装置如下图1所示，由于所用铁钉表面积较小、导管较粗，按照课本上的方法完成该实验，需要较长的时间才能观察到明显的倒吸现象，不利于课堂教学。

鉴此，本人对该实验经过认真研究，提出了新的改进方法，通过在1~2分钟内观察到明显的倒吸现象，5分钟内并且产生美丽的喷泉，在验证钢铁吸氧腐蚀的同时，收到了良好的课堂效果。

图1 教材实验4-3：铁的吸氧腐蚀实验
2.创新设计方案
2.1实验用品仪器
250mL圆底烧瓶、1mL刻度吸管、玻璃导管、漏斗、橡胶塞、乳胶管、药匙、止水夹、铁架台、铁夹等。

2.2实验药品
还原铁粉、炭粉（石墨磨细）、氯化钠饱和溶液、红墨水等。

2.3实验装置图
图2 创新实验装置
2.4实验操作步骤
（１）按照图２所示连接装置，检查装置的气密性。

（２）取下烧瓶、打开止水夹，通过漏斗注入红墨水至如图所示位置。

（３）用饱和食盐水将烧瓶内壁润湿，将还原铁粉与石墨粉按质量比10:1比例混合均匀，用药匙盛混合粉末伸入烧瓶内，撒在内壁约2/3的面积，留出约1/3的面积，便于观察喷泉现象。

（4）塞上塞子，由于塞子塞进烧瓶导致烧瓶内空气体积减小，红墨水左低右高，形成液差，观察液差的变化。

（5）待红墨水左右管液面持平时，用止水夹夹住乳胶管3分钟左右，然后再打开止水夹，观察是否产生喷泉现象。

3.创新实验效果
实验装置简单，现象明显。

刻度吸管中的红墨水上升即可说明吸氧腐蚀已经发生，而3分钟后产生喷泉现象，说明烧瓶中的氧气进一步被消耗。

本实验克服了教材上演示实验的不足，直观鲜明，在帮助学生掌握吸氧腐蚀原理的基础上提升了学生的学习兴趣。

4.实验成功关键
吸氧腐蚀速率（即钢铁生锈速率）不同于实验室制取气体，反应速率缓慢，烧瓶中压强减小速率慢，烧瓶连接的导管内径一定要细，可用1mL刻度细管或废旧温度计切去两端代替，这样液面高度变化更明显，易形成喷泉实验。

铁粉要用还原铁粉，碳粉最好用石墨粉，可将石墨电极用刀子刮下并用研钵研成粉末。