第三单元金属的腐蚀与防护

200
250
300
时间/s
不同起始氧气浓度下 温度随时间的变化曲线
利用手持技术探究电解质溶液对发热量的影响
4滴NaCl(aq) 2滴NaCl(aq) 不加NaCl(aq)
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
学生活动三：认识钢铁吸氧腐蚀的原理的应用
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？
拓展视野
实验室模拟利用铁碳混合物处理印染废水
1
2
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
放置2天后对比照片
【思考】 如何测定亚甲基蓝溶液浓度的变化？
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 lc
A为吸光度，c为亚甲基蓝的浓度(单位mol·L-1)， ε为摩尔吸光系数，l为光程(单位cm)。
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。
【实验探究三】
利用手持技术验证氧气浓度对发热量的影响
温度传感器 数字采集器
氧气传感器
电脑
空气
利用手持技术验证氧气浓度对发热量的影响
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
【交流与讨论】
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
【实验探究二】
2Fe(OH)3 = Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O
学生活动二：认识钢铁吸氧腐蚀的影响因素
【交流与Leabharlann Baidu论】
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
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
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
【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。
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K3[Fe(CN)6]溶液，观察并记录实验现 象。
扬州市新华中学 陈云
学生活动一：认识钢铁吸氧腐蚀的原理
【交流与讨论】
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。
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。
学生活动一：认识钢铁吸氧腐蚀的原理
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。
学生活动一：认识钢铁吸氧腐蚀的原理
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
【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、K3[Fe(CN)6]溶液 （提示：Fe2+的检验：加入K3[Fe(CN)6]溶液，产生特征蓝色沉淀。）
氧气浓度/% 温度/℃
40
氧气初始浓度/21%
氧气初始浓度/29%
氧气初始浓度/40%
35
30
25
20
15 0
50
100
150
200
250
300
时间/s
不同起始氧气浓度下 氧气浓度随时间的变化曲线
60
氧气初始浓度/21%
氧气初始浓度/29%
氧气初始浓度/40%
55
50
45
40
35 0
50
100
150
亚甲基蓝溶液在664nm处的 吸光度与浓度的关系
课后作业
用过后的“暖宝宝”，如何 回收利用？请你帮“暖宝宝”的 生产商设计一个广告，既能达到 促销的目的，又有利于垃圾的回 收和资源化。
学生活动三：认识钢铁吸氧腐蚀的原理的应用
自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?
烤蓝
烤漆
镀铬
涂机油
涂凡士林
拓展视野
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。
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。
拓展视野
A
A
2.5
g
2.5
2.0
2.0
1.5
1.5
1.0
a
1.0
0.5
0.5
0.0
450
500
550
600
650
700
750
λ
0.0 0
5
10
15
20
25
30
35
C*106(mol/L)
亚甲基蓝溶液的紫外吸收 c/（μmol·L-1） a.5 b.10 c.15 d.20 e.25 f.30 g.35