铁的腐蚀实验设计---精品资料
钢铁的电化学腐蚀实验探究----教学设计
一、教材分析：
钢铁的电化学腐蚀是我们现实生活中常见的腐蚀形式。
“金属的腐蚀和防护”是电化学基础知识在实际中的重要应用，这部分知识在日常生产和生活中的应用非常广泛，所涉及的化学知识主要是原电池和电解池的基本原理，这部分内容对学生的知识应用能力要求较高。
而新教材又提出要将过去的单纯落实化学基础知识与基本技能目标转变为多角度落实三维目标，尤其强调学生获取知识的过程与方法，这就要求我们教师在知识的呈现方式上面下功夫，注重教学设计，尽量让学生参与到知识的获取过程中来，从知识的获取过程中体验科学研究的方法。
二、学生分析
在学习这部分知识之前，学生已有了原电池和电解池的工作原理的相关知识以及很多元素化合物的知识。
学生所欠缺的就是如何将所学到的理论知识和日常实际生产和生活中的应用联系起来，真正做到学以致用，拓宽知识面，并且能够在学习的过程中不断体会科学的研究方法和提高分析解决问题的能力。
本着这样的思路，我们分别进行了二次教学的探索。
三、教学目标
1．知识与技能目标
（1）能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。
（2）掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
2．过程与方法目标
（1）学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。
（2）从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。
3．情感态度与价值观目标
（1）通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣.
（2）通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。
四、教学重难点
钢铁电化学腐蚀的原理
探究不同条件下钢铁腐蚀的程度
五、教学方法：分组实验探究法
六、教学用具
铁粉、炭粉、0.5mol/LNaCl溶液、0.5mol/LNa2SO4溶液、稀醋酸、启普发生器（用于产生CO2）、红墨水,具支试管、玻璃导管、橡胶管、小试管、橡胶塞。
、具支试管、玻璃导管、橡胶管、小试管、塞子。
七、教学流程：
课下学生分组调查金属的腐蚀和防护情况。
例如：①调查生活中的金属的腐蚀和防护情况，可以调查自行车、汽车等器具或学校、社区等场所的金属的腐蚀和防护情况。
②做一些钢铁制品的防护小实验，提供一些有用的实验用品：水，浓硝酸，机油或凡士林或油漆，铁钉；小刀，酒精灯，火柴，烧杯等。
[师]：下面让我们看一段实验录像（新教材实验，“铁的吸氧腐蚀实验”），注意观察导管中的液面和试管中的液面的位置。
向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为a、b中，按图1-28装置好仪器。
几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。
几分钟后,装置中的
导管中水柱上升
[学生观察并回答]略
[师]：产生这一现象的原因是什么？
[生]：大试管中有气体被消耗，大气压将试管中液体压入导管中。
[师]：对，但这个实验有一个缺点，就是反应速率较慢，不利于很快观察到现象，那么，我们想一想，如何改进这个实验，加快反应速率呢？
[生1]:铁钉和NaCl溶液接触面积太小，用铁片吧。
[生2]：用铁粉不更好吗?接触面积更大。
[生3]：铁粉和NaCl溶液不反应啊，怎么消耗气体呢？
[生4]：我知道，铁钉是合金，含有碳，这是原电池反应，在铁粉中加少量炭粉就可以了。
[师]：非常好！那我们就用实验来探究一下吧，实验出真知嘛。
实验探究一:
提供的实验用品：铁粉、炭粉、0.5mol/LNaCl溶液、0.5mol/LNa2SO4溶液、红墨水、具支试管、玻璃导管、橡胶管、小试管、橡胶塞。
实验操作：用0.5mol/LNaCl溶液或0.5mol/LNa2SO4溶液润洗具支试管，装入铁
粉和炭粉的混合物，立即塞上塞子，装置如右图Ⅱ。
实验现象：伸入小试管中的导管液面很快上升，产生的高度差明显。
如右图照
片所示。
[学生解释]：产生该现象的原因（略）
[总结]学生经过亲手实践，印象深刻，理解透彻，容易按教师的要求归纳以下知识要点：(1)钢铁吸氧腐蚀的电极反应式；(2)生成铁锈的化学方程式；(3)总结吸氧腐蚀的发生条件（4）进一步思考：若把碳棒换成锌片再进行实验，现象及结论又怎样?
[师]：刚才我们探究的是在中性环境下，金属铁的吸氧腐蚀作用，那么如果换成弱酸性溶液还会出现上述现象吗？我们又应如何设计实验进行探究呢？
[生1]：将NaCl溶液改为弱酸性的醋酸溶液不就可以了吗？
[生2]：好像还是不行，具支试管中有空气，铁粉还会同时发生吸氧腐蚀，会对实验造成干扰，需把空气赶走，对！可用CO2赶空气，既能赶走空气，又不影响弱酸性环境。
[师]：同学们的思维很严密嘛，那我们何不试试看？
实验探究二：
提供的实验用品：铁粉、炭粉、稀醋酸、启普发生器（用于产生CO2）、红墨水,、具支试管、玻璃导管、橡胶管、小试管、塞子。
实验操作：稀醋酸润洗具支试管后，向其中装入炭粉和铁粉的混合物，用启
普发生器向试管中通入CO2,并用燃着木条检验空气是否排尽，燃着木条熄灭
后立即塞上塞子，装置如右图Ⅰ。
实验现象：伸入小试管中的导管液面下降（如右图照片），一段时间后又有气泡逸出。
[学生解释原因]：略。
实验探究三
纯金属的电化学腐蚀
学生通过实验探究认识到钢铁等金属的合金在大气中的腐蚀是因为金属表面的水膜中氧气分布不均匀而引起，金属中较不活泼的能导电的杂质并不参加电极反应，于是很自然地联想到纯金属能否发生电化学腐蚀的问题。
[探究延伸]请思考纯金属能否发生吸氧腐蚀?怎样通过实验证实?经教师启发、引导，学生仍采用盐水滴实验进行探究。
[学生实验]在擦去氧化膜的Al、Zn、Fe、Cu4种金属片上各滴1滴含酚酞的NaCl溶液，在空气中放置。
观察到的现象如下：
(1)放置数分钟后，Al、Zn、Fe片上盐水滴边缘的溶液显红色，呈现红色的速率是Zn>Fe>Al，Cu片上盐水滴边缘的溶液没有明显现象；而各金属片上盐水滴中心逐渐出现不溶物。
(2)继续放置至盐水滴蒸发干，各金属片上盐水滴中心处均出现圆形锈斑(或锈环)：Al、Zn片上为白色粉末，Fe片上为红褐色粉末，Cu片上为蓝绿色粉末。
[总结]纯金属也能发生吸氧腐蚀，其腐蚀速率的大小与金属活动性有关。
实验中Al的腐蚀速率比Zn、Fe都小，应是其表面形成较稳定的氧化膜延缓了腐蚀的进程。
Al、Zn、Fe片上的锈斑主要成分为金属的氢氧化物或其脱水产物；Cu片上的锈斑即铜绿，其成分为Cu2(OH)2CO3，溶液中的总反应为：2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3。
八、教学效果和反思
本节课非常注重从社会生活背景中学习化学知识，学生学习的积极性很高，较大程度地实现了多元化教学目标。
另外本节课的内容与生产、生活实际紧密相关，学生有一定的实际生活经验，而前期如氧化--还原反应理论，原电池、电解池等内容的学习也为这部分内容的学习作了一定铺垫，学生对此部分知识的掌握没有困难，再加上这节课中有实验作依托，课堂气氛较为活跃。
1、充分将课上探究和课下探究相结合
以探究为核心的多样化教学需要足够的教学时间，教学中学生在实验探究活动中发现的新问题课上45分钟不能得到解决，我们让学生进行课下探究活动，使学生自我释疑，自我获得新知，学生发现问题、解决问题的能力得以提高。
课上进行汇报，拓展了同学们的知识面，提高了课堂效益。
2、让学生注重知识获得的过程、学会获得知识的方法
曾经有位学者表示，学生在上学期间，包括大学教育，所学到的知识本身将来在工作中用到的不超过10%，这就要求我们在教学中注重教给学生获得知识的方法，注重知识取得的过程。
本节课就是本着这样的思路设计的：从社会生活中发现问题（金属的腐蚀是普遍存在的现象）——合理解释问题产生的原因（金属腐蚀的原理）——怎样解决问题（金属的防护问题）。
这样的设计，不但能激发和促进学生的认知活动和实践活动，而且能够让学生的学习不再是被动地接受知识的过程，而是主动地感知信息，加工信息，建构知识的过程。
教师的角色更像一个引导者，引导学生去探究、去发现，在探究发现的过程中学习知识。
3、注重引导学生在探究过程中发现有价值的、值得探究的新问题，并加以鼓励，指导学生作较为深入的
探究。
学生在自主学习探究的过程中难免会发现这样或那样的问题，老师应当善于发现学生提出的有价值的问题，并鼓励引导学生进行更深入的探究，激发他们学习化学的积极性，培养学生的创新能力，在教学实践中让学生逐渐形成“实践出真知”的科学态度。
比如本文中提到的学生意外的发现了Cl-较SO42-更容易穿透金属氧化膜，使得金属更易腐蚀的现象，教师对此非常赞赏，并引导学生在课下进行了相关的探究，不但能拓宽学生的知识面，而且还培养了学生实事求是的科学态度。
4、力求体现“从生活走进化学，从化学走进生活”的新课程理念
本节内容比较贴近生活和社会，因此在授课过程中，教师努力挖掘日常生活和生产中的有用素材引导学生进行学习，让学生切实感到化学学习的有趣和有用。
(精品人教)2020(通用版)中考化学重难点易错点复习讲练探究金属的腐蚀与防护问题(含解析)
探究金属的腐蚀与防护问题一、金属矿物1. 存在：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银以单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
注意：各种金属元素在地壳中的含量不尽相同，其中含量最高的是铝，其次是铁。
而人类目前向自然界提取量最大的是铁。
2. 矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
常用来炼铁的几种矿石的主要成分分别是：赤铁矿（Fe2O3）、菱铁矿（FeCO3）、磁铁矿（Fe3O4）。
二、铁的冶炼1. 反应原理3CO+ Fe2O3 2Fe+3CO22. 实验装置图注意：实验开始前应首先检验一氧化碳气体的纯度，以防止不纯的CO气体在加热过程中发生爆炸。
实验开始时要先通入一氧化碳气体后加热，目的是排尽装置内的空气。
实验结束后必须先停止加热，直至试管冷却后再停止通入一氧化碳气体，防止生成的铁单质再次被氧化。
一氧化碳有毒，必须有尾气处理装置。
三、含杂质化学反应的计算1. 对于含杂质的物质：不管是反应物还是生成物，必须转换成纯净物的质量，如1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，计算时需算出氧化铁的质量为1000t×80%＝800t，才能根据化学方程式进行计算。
2. 不纯物质、纯净物质、纯度之间的关系：不纯物质的质量×纯度＝纯净物的质量；纯净物的质量÷纯度＝不纯物质的质量。
（纯度即为纯净物占不纯物的质量分数）。
四、金属的锈蚀与防护1. 铁制品锈蚀原理：铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程，铁锈呈红褐色，其主要成分为Fe2O3。
注意：铁锈的结构比较疏松，易吸水，且透气性好，所以铁制品表面一旦生锈，如果不能及时清除，会加速铁制品的锈蚀。
2. 铁制品锈蚀的方法：除了保持铁制品表面的洁净与干燥之外，常用的方法有“穿外衣”和“打强心针”，“穿外衣”即给金属涂上保护膜，“打强心针”则是改变铁制品的内部结构，比如制成合金等，来增强其自身的抗腐蚀性能。
金属腐蚀实验方法
金属腐蚀实验方法金属腐蚀是指金属在与周围环境接触时，由于化学反应而逐渐受到破坏的过程。
为了研究金属腐蚀的机理以及寻找有效的防腐措施，科学家们进行了大量的金属腐蚀实验。
下面将介绍几种常见的金属腐蚀实验方法。
1.大气腐蚀实验：大气中的氧气、水蒸气和气体等对金属具有一定程度的腐蚀作用。
通过将金属样品置于模拟大气环境中，观察金属表面的变化，可以评估金属腐蚀的速度和方式。
实验可以在实验室内进行，使用加速腐蚀试验装置模拟多种大气环境条件。
2.氧化腐蚀实验：金属的氧化腐蚀是指金属与氧气反应生成金属氧化物的过程。
常用的方法是将金属样品置于模拟氧化环境中，如水蒸气或热空气中，观察金属表面的颜色变化、表面形貌变化等。
也可以使用电化学方法测量氧化膜的阻抗、厚度等参数。
3.电化学腐蚀实验：电化学腐蚀实验是通过在电解质溶液中通过金属样品与参比电极之间施加不同的电位，研究金属在不同电位下的电流响应、电化学反应和腐蚀速度等。
常用的电化学腐蚀实验方法包括极化曲线、交流阻抗谱和电位动力学等。
4.加速腐蚀实验：为了研究腐蚀过程中的变化规律，科学家们通常采用加速腐蚀实验方法，通过人为增加腐蚀速率的方式，缩短实验时间。
常用的加速腐蚀实验方法包括盐雾腐蚀实验、酸腐蚀实验、碱腐蚀实验等。
5.微观腐蚀实验：微观腐蚀实验主要通过电子显微镜和原子力显微镜等技术，观察金属表面的微观形貌和成分变化。
这些实验方法可以研究腐蚀产物的形成规律、腐蚀与材料微观结构的关系等。
总之，金属腐蚀实验方法多种多样，可以从不同角度对腐蚀过程进行研究。
这些实验方法不仅有助于了解金属腐蚀的机理，还可以为防腐材料的研发和应用提供参考。
金属的腐蚀实验
金属的腐蚀实验金属的腐蚀实验是一种常见的科学实验，旨在研究金属在特定条件下受到腐蚀的情况，以便分析金属材料的性能及其在特定环境中的适用性。
本文将介绍金属腐蚀实验的背景、实验方法、结果分析和实验应用，以及对腐蚀防护的探讨。
一、背景腐蚀是指金属在特定环境中与外界介质的相互作用下产生的化学或电化学反应。
腐蚀会导致金属材料的破坏和性能下降，影响工业设备的正常运行和寿命。
了解金属腐蚀现象对于材料科学和工程实践至关重要。
二、实验方法1. 实验材料本次实验选择了钢铁、铝、铜和镀锌板作为研究对象。
这些金属在现实应用中被广泛使用，对其腐蚀性能的研究具有实际意义。
2. 实验装置采用恒温水槽，确保实验条件的一致性。
在水槽内设置腐蚀试样的支架，以保持试样的稳定和相对位置的一致。
3. 实验步骤(1) 准备试样：将金属试样进行充分抛光和清洗，确保试样表面干净光滑。
(2) 安装试样：将试样固定在试样支架上，并将其放入恒温水槽中。
(3) 添加介质：向恒温水槽中加入腐蚀介质，如盐水或酸溶液，保证介质的浓度和温度的一致性。
(4) 实验观测：在规定的时间段内，记录试样的质量变化和表面形态变化。
三、结果分析通过一定时间的实验观测，得出如下结果：1. 不同金属材料的腐蚀程度不同。
在相同的实验条件下，铝和铜的腐蚀程度明显低于钢和镀锌板。
2. 相同金属材料在不同腐蚀介质中也会有差异。
在盐水中，腐蚀程度较大，而在酸溶液中，腐蚀程度较小。
3. 腐蚀程度随时间的推移而加剧。
初始阶段腐蚀缓慢，随着时间的推移，腐蚀速度逐渐增加。
四、实验应用金属腐蚀实验的结果可以为材料科学、工程设计和工业制造提供参考：1. 材料科学：通过研究金属腐蚀现象，科学家可以深入了解金属材料的特性和行为，为新材料的研发提供依据。
2. 工程设计：在设计工程结构时，需要考虑金属材料的腐蚀问题。
金属腐蚀实验可以帮助工程师选择适合特定环境的材料，并优化设计方案。
3. 工业制造：在工业生产中，金属材料常受到潮湿、酸碱等环境的影响。
盐雾实验_精品文档
盐雾试验的目的是为了考核产品或金属材料的耐盐雾腐蚀质量，而盐雾试验结果判定正是对产品质量的宣判，它的判定结果是否正确合理，是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的关键。
盐雾试验结果的判定方法有：评级判定法、称重判定法、腐蚀物出现判定法、腐蚀数据统计分析法。
评级判定法是把腐蚀面积与总面积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别，以某一个级别作为合格判定依据，它适合平板样品进行评价；称重判定法是通过对腐蚀试验前后样品的重量进行称重的方法，计算出受腐蚀损失的重量来对样品耐腐蚀质量进行评判，它特别适用于对某种金属耐腐蚀质量进行考核；腐蚀物出现判定法是一种定性的判定法，它以盐雾腐蚀试验后，产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定，一般产品标准中大多采用此方法；腐蚀数据统计分析方法提供了设计腐蚀试验、分析腐蚀数据、确定腐蚀数据的置信度的方法，它主要用于分析、统计腐蚀情况，而不是具体用于某一具体产品的质量判定。
<GB-T 10125-2012>人造气氛腐蚀试验盐雾实验1引言说明由于影响金属腐蚀的因素很多,单一的抗盐雾性能不能代替抗其他介质的性能,所以本标准获得的实验结果不能作为被试材料在所有使用环境中抗腐蚀性能的直接指南。
同时，各种材料在实验中的性能也不能作为这些材料在会用中的耐蚀性的直接指南。
尽管如此，本标准规定的方法仍可作为检验被试材料有或无防腐蚀性能的一种方法。
盐雾实验可作为快速评价有机和无机覆盖层的不连续性、孔隙及破损等缺陷的试验方法，也可作为具有相似覆盖层的试验工艺质量比较。
从盐雾试验的比较结果得出不同涂层体系的长期腐蚀行为是不可靠的，因为这些涂层体系在实际环境中的耐腐蚀性与盐雾实验中的耐腐蚀性明显不同。
2试验溶液2.1氯化钠溶液配制试验所用实际采用化学纯或化学纯以上的试剂.在温度为25°± 2°时电导率不高于20µS/cm的蒸馏水或去离子水溶解的氯化钠,配制成浓度为50g/L±5 g/L。
【精品】 《金属资源的利用和保护》第二课时 精品教案
《金属资源的利用和保护》第二课时精品教案【教学目标】1.知识与技能（1）了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法（2）知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性2.过程与方法（1）通过观察、实验、阅读资料、联系实际等方法获取信息（2）运用比较、分析、联想、分类等方法对所获取的信息进行加工（3）能主动与他人进行交流与讨论，逐步形成良好的学习习惯3.情感态度和价值观（1）逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的概念（2）树立为社会的进步而学习化学的志向【教学重点】（1）铁锈蚀的条件及防护（2）合理利用金属资源的意识【教学难点】（1）铁锈蚀的条件及其防护措施的初步探究【课前准备】多媒体、实验所需器材【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课视频：钢铁的锈蚀有关报导，现在世界上每年因腐蚀而报废的设备和材料相当于年产量的20%~40%。
这是多么惊人的数字呀！防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。
钢铁生锈给人类带来了巨大的损失，你知道钢铁生锈的原因是什么吗？如何都能防止金属的锈蚀呢？本节我们就来学习金属锈蚀的原因及防治方法。
二、新课学习一、金属的腐蚀和防护1. 铁制品锈蚀的条件视频：铁生锈的条件铁钉稀饭条件的探究如图，试管Ⅰ铁钉部分浸没在水中，放置于空气中试管Ⅱ铁钉浸没水中，上层一层植物油，放置于空气中试管Ⅲ铁钉放于干燥的空气中，顶端放入干燥剂，用胶塞塞紧，放置于空气中七天后，我们可观察到生锈情况我们可以得出结论：铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。
所以，生锈的实质是锈蚀的过程，是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程拓展学习：在实验中使用结煮沸的蒸馏水是防止水中有氧气，影响实验效果试管Ⅱ加植物油，防止空气中的氧气再次溶解到水中。
试管Ⅲ加热试管及放入干燥剂是防止试管中有水，影响实验效果关于生锈，有些东西我们要了解。
1.铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，结构疏松，红褐色，生锈后，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部生锈。
311铁铁的氧化物和铁的氢氧化物(基础过关A练)-2022-2023学年高一化学课时过关提优AB练
第三章 铁 金属材料第一节 铁及其化合物课时1 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物1.了解铁元素在自然界中的存在形态、与人体健康的关系，体会化学对人类生活的重要意义;从我国古代应用铁的化学史感受中华民族在科技发展进程中的贡献，增强文化自信。
2.能用氧化还原反应原理进一步认识铁的化学性质，基于实验事实写出铁与水蒸气反应的化学方程式，并用于解释生产中简单的化学问题，培养安全意识。
3.实验探究铁的氢氧化物的性质，并能用方程式表示。
难点：制备氢氧化亚铁的实验设计一．铁的单质1.铁元素在自然界中的存在形态(1)人类最早使用的铁是来自太空的陨铁。
陨铁中的铁以 单质 形态存在。
(2)主要是以 ＋2 价和 ＋3 价 化合物 的形态存在于矿石中； 铁元素在地壳中的含量仅次于 氧 、 硅 和 铝 ，居第四位。
(3)铁矿石的主要成分是 Fe 2O 3 ，丹霞地貌的岩层因含 Fe 2O 3 而呈红色。
2．铁的应用历史(1)我国在__春秋__初年就掌握了冶铁技术。
__战国__中期以后，铁制工具在社会生产中发挥了巨大的作用。
(2)现代工业炼铁的原理是用 还原 的方法把铁从铁矿石中提炼出来。
化学方程式为 3CO ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋3CO 2 。
3．物理性质纯净的铁是光亮的银白色金属，密度较大，熔点为1 535℃，沸点为2 750℃。
纯铁的抗蚀力很强，它有良好的延展性、导热性和导电性，导电性比铜、铝差，能被磁铁吸引。
二．铁单质的化学性质 1.与非金属单质反应 (1)与O 2反应点燃(化学方程式)：3Fe ＋2O 2=====点燃Fe 3O 4；现象：剧烈燃烧，火星四射。
常温：铁在潮湿的空气中易被腐蚀，生成铁锈，其主要成分为Fe 2O 3·x H 2O 。
(2)与Cl 2反应(化学方程式)：2Fe ＋3Cl2=====△2FeCl 3；现象：剧烈燃烧，棕红色烟。
注意：铁在氯气中燃烧，只生成FeCl 3，与反应物量比无关。
极化曲线的测定
实验九极化曲线的测定【目的要求】1. 掌握稳态恒电位法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法.2. 了解极化曲线的意义和应用.3. 掌握恒电位仪的使用方法.【实验原理】1. 极化现象与极化曲线为了探索电极过程机理及影响电极过程的各种因素,必须对电极过程进行研究,其中极化曲线的测定是重要方法之一.我们知道在研究可逆电池的电动势和电池反应时,电极上几乎没有电流通过,每个电极反应都是在接近于平衡状态下进行的,因此电极反应是可逆的.但当有电流明显地通过电池时,电极的平衡状态被破坏,电极电势偏离平衡值,电极反应处于不可逆状态,而且随着电极上电流密度的增加,电极反应的不可逆程度也随之增大.由于电流通过电极而导致电极电势偏离平衡值的现象称为电极的极化,描述电流密度与电极电势之间关系的曲线称作极化曲线,如图2-19-1所示.图2-19-1 极化曲线A-B:活性溶解区;B:临界钝化点B-C:过渡钝化区;C-D:稳定钝化区D-E:超(过)钝化区金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程,如下式所示:M→Mn++ne此过程只有在电极电势正于其热力学电势时才能发生.阳极的溶解速度随电位变正而逐渐增大,这是正常的阳极溶出,但当阳极电势正到某一数值时,其溶解速度达到最大值,此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低,这种现象称为金属的钝化现象.图2-19-1中曲线表明,从A点开始,随着电位向正方向移动,电流密度也随之增加,电势超过B点后,电流密度随电势增加迅速减至最小,这是因为在金属表面生产了一层电阻高,耐腐蚀的钝化膜.B点对应的电势称为临界钝化电势,对应的电流称为临界钝化电流.电势到达C点以后,随着电势的继续增加,电流却保持在一个基本不变的很小的数值上,该电流称为维钝电流,直到电势升到D点,电流才有随着电势的上升而增大,表示阳极又发生了氧化过程,可能是高价金属离子产生也可能是水分子放电析出氧气,DE段称为过钝化区.2. 极化曲线的测定(1) 恒电位法恒电位法就是将研究电极依次恒定在不同的数值上,然后测量对应于各电位下的电流.极化曲线的测量应尽可能接近体系稳态.稳态体系指被研究体系的极化电流,电极电势,电极表面状态等基本上不随时间而改变.在实际测量中,常用的控制电位测量方法有以下两种:静态法:将电极电势恒定在某一数值,测定相应的稳定电流值,如此逐点地测量一系列各个电极电势下的稳定电流值,以获得完整的极化曲线.对某些体系,达到稳态可能需要很长时间,为节省时间,提高测量重现性,往往人们自行规定每次电势恒定的时间.动态法:控制电极电势以较慢的速度连续地改变(扫描),并测量对应电位下的瞬时电流值,以瞬时电流与对应的电极电势作图,获得整个的极化曲线.一般来说,电极表面建立稳态的速度愈慢,则电位扫描速度也应愈慢.因此对不同的电极体系,扫描速度也不相同.为测得稳态极化曲线,人们通常依次减小扫描速度测定若干条极化曲线,当测至极化曲线不再明显变化时,可确定此扫描速度下测得的极化曲线即为稳态极化曲线.同样,为节省时间,对于那些只是为了比较不同因素对电极过程影响的极化曲线,则选取适当的扫描速度绘制准稳态极化曲线就可以了.上述两种方法都已经获得了广泛应用,尤其是动态法,由于可以自动测绘,扫描速度可控制一定,因而测量结果重现性好,特别适用于对比实验.(2) 恒电流法恒电流法就是控制研究电极上的电流密度依次恒定在不同的数值下,同时测定相应的稳定电极电势值.采用恒电流法测定极化曲线时,由于种种原因,给定电流后,电极电势往往不能立即达到稳态,不同的体系,电势趋于稳态所需要的时间也不相同,因此在实际测量时一般电势接近稳定(如1min～3min内无大的变化)即可读值,或人为自行规定每次电流恒定的时间.【仪器试剂】恒电位仪一台;饱和甘汞电极1支;碳钢电极1支;铂电极1支;三室电解槽1只(见图2-19-2)2 mol·dm-3 (NH4)2CO3溶液;0.5 mol·dm-3H2SO4溶液;丙酮溶液【实验步骤】1. 碳钢预处理:用金相砂纸将碳钢研究电极打磨至镜面光亮,用石蜡蜡封,留出1cm2面积,如蜡封多可用小刀去除多余的石蜡,保持切面整齐.然后在丙酮中除油,在0.5M的硫酸溶液中去除氧化层,浸泡时间分别不低于10S.图2-19-2三室电解槽1.研究电极;2.参比电极;3.辅助电极2. 恒电位法测定极化曲线的步骤:A 准备工作仪器开启前,"工作电源"置于"关","电位量程"置于"20V","补偿衰减"置于"0","补偿增益"置于"2","电流量程"置于"200mA","工作选择"置于"恒电位","电位测量选择"置于"参比".B 通电插上电源,"工作电源"置于"自然"档,指示灯亮,电流显示为0,电位表显示的电位为"研究电极"相对于"参比电极"的稳定电位,称为自腐电位,其绝对值大于0.8V可以开始下面的操作,否则需要重新处理电极.C "电位测量选择"置于"给定",仪器预热5-15min.电位表指示的给定电位为预设定的"研究电极"相对于"参比电极"的电位.D 调节"恒电位粗调"和"恒电位细调"使电位表指示的给定电位为自腐电位,"工作电源"置于"极化".F 阴极极化调节"恒电位粗调"和"恒电位细调"每次减少10mV,直到减少200mV,每减少一次,测定1min后的电流值.测完后,将给定电位调回自腐电位值.G 阳极极化将"工作电源"置于"自然","电位测量选择"置于"参比",等待电位逐渐恢复到自腐电位±5mV,否则需要重新处理电极.重复C,D,F步骤,F步骤中给定电位每次增加10mV,直到做出完整的极化曲线.提示,到达极化曲线的平台区,给定电位可每次增加100mV.H 实验完成,"电位测量选择"置于"参比","工作电源"置于"关".【注意事项】按照实验要求,严格进行电极处理.将研究电极置于电解槽时,要注意与鲁金毛细管之间的距离每次应保持一致.研究电极与鲁金毛细管应尽量靠近,但管口离电极表面的距离不能小于毛细管本身的直径.每次做完测试后,应在确认恒电位仪或电化学综合测试系统在非工作的状态下,关闭电源,取出电极.【数据处理】1. 对静态法测试的数据应列出表格.自腐电位-0.805V阴极极化数据:电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)阳极极化数据:电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)2. 以电流密度为纵坐标,电极电势(相对饱和甘汞)为横坐标,绘制极化曲线.3. 讨论所得实验结果及曲线的意义,指出钝化曲线中的活性溶解区,过渡钝化区,稳定钝化区,过钝化区,并标出临界钝化电流密度(电势),维钝电流密度等数值.活性溶解区:过渡钝化区:稳定钝化区:;过钝化区:临界钝化电流密度(电势):维钝电流密度:思考题1. 比较恒电流法和恒电位法测定极化曲线有何异同,并说明原因.恒电流法是恒定电流测定相应的电极电势,恒电位法是很定电位测定相应的电流,对于阴极极化来说,两种方法测得的曲线相同,对于阳极极化来说,由于电流和电位不是一一对应的关系,得到不同的曲线.2. 测定阳极钝化曲线为何要用恒电位法用恒电位法能得到完整的极化曲线,用恒电流法只能得到ABEF曲线,即得到活化区以及过钝化区的一部分,得不到完整的几乎曲线.3. 做好本实验的关键有哪些电极的处理;研究电极与鲁金毛细管的距离;甘汞电极的误差;电位的每次改变值;溶液中杂质离子的存在等等【讨论】1. 电化学稳态的含义指定的时间内,被研究的电化学系统的参量,包括电极电势,极化电流,电极表面状态,电极周围反应物和产物的浓度分布等,随时间变化甚微,该状态通常被称为电化学稳态.电化学稳态不是电化学平衡态.实际上,真正的稳态并不存在,稳态只具有相对的含义.到达稳态之前的状态被称为暂态.在稳态极化曲线的测试中,由于要达到稳态需要很长的时间,而且不同的测试者对稳态的认定标准也不相同,因此人们通常人为界定电极电势的恒定时间或扫描速度,此法尤其适用于考察不同因素对极化曲线的影响时.2. 三电极体系极化曲线描述的是电极电势与电流密度之间的关系.被研究电极过程的电极被称为研究电极或工作电极.与工作电极构成电流回路,以形成对研究电极极化的电极称为辅助电极,也叫对电极.其面积通常要较研究电极为大,以降低该电极上的极化.参比电极是测量研究电极电势的比较标准,与研究电极组成测量电池.参比电极应是一个电极电势已知且稳定的可逆电极,该电极的稳定性和重现性要好.为减少电极电势测试过程中的溶液电位降,通常两者之间以鲁金毛细管相连.鲁金毛细管应尽量但也不能无限制靠近研究电极表面,以防对研究电极表面的电力线分布造成屏蔽效应.3. 影响金属钝化过程的几个因素金属的钝化现象是常见的,人们已对它进行了大量的研究工作.影响金属钝化过程及钝化性质的因素,可以归纳为以下几点:(1) 溶液的组成.溶液中存在的H+,卤素离子以及某些具有氧化性的的阴离子,对金属的钝化现象起着颇为显著的影响.在中性溶液中,金属一般比较容易钝化,而在酸性或某些碱性的溶液中,钝化则困难得多,这与阳极产物的溶解度有关系.卤素离子,特别是氯离子的存在,则明显地阻滞了金属的钝化过程,已经钝化了的金属也容易被它破坏(活化),而使金属的阳极溶解速度重新增大.溶液中存在的某些具有氧化性的阴离子(如CrO2-4)则可以促进金属的钝化.(2) 金属的化学组成和结构.各种纯金属的钝化性能不尽相同,以铁,镍,铬三种金属为例,铬最容易钝化,镍次之,铁较差些.因此添加铬,镍可以提高钢铁的钝化能力及钝化的稳定性.(3) 外界因素(如温度,搅拌等).一般来说,温度升高以及搅拌加剧,可以推迟或防止钝化过程的发生,这显然与离子的扩散有关实验十二铁的极化和钝化曲线的测定一、实验目的1. 测定铁在不同pH溶液中的极化曲线。
中考化学选择题模拟题50题专项练习及答案解析
精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！中考化学备考选择模拟题50题专项练习一、单选题（本大题共50小题）1.下列食品、调味品的制作过程中，主要发生物理变化的是（）A. 水果榨果汁B. 黄豆酿酱油C. 糯米酿甜酒D. 鲜奶制酸奶2.空气是人类宝贵的自然资源，下列有关空气成分的说法错误的是（）A. 液氮可以做制冷剂B. 氧气可以做火箭发射的燃料C. 稀有气可制成多种用途的电光源D. 二氧化碳是植物光合作用必须的物质3.厨房中的下列物质分别放入水中，充分搅拌，不能形成溶液的是（）A. 白糖B. 面粉C. 食盐D. 纯碱4.下列实验操作，不正确的是（）A. 铁在氧气中燃烧B. 读取液体体积C. 过滤D. 加热5.硼氢化钠（NaBH4，其中氢元素的化合价为-1）是一种安全车载氢源．有关硼氢化钠的说法正确的是（）A. 含2个氢分子B. 硼元素的化合价为+3C. 只含一种非金属元素D. Na、B、H的质量比为1：1：46.用微粒的观点解释下列现象或事实，不合理的是（）A. 酒精挥发--分子大小发生改变B. 电解水--分子本身发生了改变C. 酒精和水混合后的体积小于二者体积之和--分子之间有间隔D. 水和过氧化氢化学性质不同--分子构成不同7.根据以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是( )8.A. 对比甲、乙，说明铁生锈一定要有氧气参加B. 对比甲、丙，说明铁生锈一定要有水参加C. 对比乙、丙，说明铁生锈一定要有氧气参加D. 对比丙、丁，说明铁在水面附近生锈的速度最快9.如图是某个化学反应的微观模拟图，下列关于该反应前、后的说法正确的是（）A. 生成物有两种B. 质量减少C. 原子总数减少D. 分子总数减少10.下列依据实验目的所设计的实验方案中，正确的是（）选项实验目的实验方案A 除去NaCl溶液中的Na2CO3加适量稀硫酸B 除去CaO中的CaCO3加水溶解，过滤C 除去CO2中的HCl气体将混合气体通入NaOH溶液D 除去KNO3溶液中的KCl 加适量的AgNO3溶液，过滤A.AB. BC. CD. D11.下列实验操作正确的是（）A. 称量氯化钠B. 倾倒液体C. 点燃酒精灯D. 读取液体体积12.卫星运载火箭的动力由高氯酸铵（NH4ClO4）发生反应提供，化学方程式为：2NH4ClO4−高温N2↑+Cl2↑+2O2↑+4X．则X的化学式是（）A. H2B. H2OC. H2O2D. HCl13.用分子的知识解释生活中的现象，其中合理的是（）A. 八月桂花飘香说明分子总是在不断运动B. 水结成冰，是因为温度降低，分子停止运动C. 酒精挥发说明酒精分子的体积增大D. 碳单质在不同条件下燃烧可生成一氧化碳，也可生成二氧化碳，性质不同说明同种分子化学性质不同14.在化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了如图所示实验方案。
【精品】防腐蚀涂层的防腐机理 防腐蚀涂层所以能保护钢铁起到防腐蚀作用
防腐蚀涂层的防腐机理防腐蚀涂层所以能保护钢铁起到防腐蚀作用，人们认同的主要是因为以下三种作用：2.1屏蔽作用涂料漆膜层的屏蔽作用在于隔离被保护基体与腐蚀介质的直接接触。
如果防止金属表面被腐蚀，就必须要求漆膜层能阻止外界环境与金属表面的接触,从而达到防腐效果。
2.2缓蚀钝化作用借助涂层中含有的防锈颜料，在溶液中解离出缓蚀离子，使基体表面钝化，抑制腐蚀进程.当金属表面氧气浓度超过一定量时，可将金属表面发生氧化反应所生成的Fee 十氧化成Fe3+,Fe3+再同金属表面发生还原反应所得到的OH一反应，形成Fe(OH):沉淀而沉积在金属表面形成致密层，阻止了进一步腐蚀,这叫做钝化，可以引起钝化的OZ浓度叫做临界浓度，pH值越高，临界浓度越低，因此高pH值有利于钝化.在pH值低于10时，要金属表面姚浓度增加到临界浓度是很困难的,但可以使用浓度超过一定量、具有一定水溶性的氧化剂，如防锈颜料铬酸盐、铅酸盐、磷酸盐等进行钝化。
2。
3牺牲阳极保护作用考虑到电化学腐蚀因素，在涂料中加人一些比被保护基体更活泼的金属粉（电极电位比被保护介质高），如锌粉作填料，当电解质渗人到被防护金属表面发生电化学腐蚀时，涂料中的金属就作为牺牲阳极而被溶解，使得基体金属免遭腐蚀。
如在形成电池反应时，Zn为阳极分解成为Zn2+,与在阴极处生成的OH-反应生成Zn(OH）2,Zn（OH)2再与CO2反应生成ZnCO3,它们都为碱性，因此可以保护钢铁不再受腐蚀。
直到30年前，人们还一直认为涂料防腐蚀机理是在金属表面形成一层屏蔽涂层,阻止水和氧与金属表面接触。
但有大量研究表明，涂层总有一定的透气性和渗水性，涂料透水和氧的速度往往高于裸露钢铁表面腐蚀消耗水和氧的速度，涂层不可能达到完全屏蔽作用[5,6］。
还有人认为涂料的防腐蚀作用是因为导电度降低而阻止了腐蚀的进行[7］，虽然导电度高的涂料，防腐蚀能力的确不好，但导电度低的涂层，导电率和防腐蚀性能并没有明确的关系［8]，后来Funke教授提出了涂料与钢铁表面的湿附着力对防腐蚀起着重要的作用［9]。
九上2.2 第3课时 金属的腐蚀及防护初中科学精品课件—
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4．“对比法”是一种常用的科学探究方法。以下铁钉生锈实验
的设计、结论错误的是
(B)
A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加 B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加 C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加 D．对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加
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第17题图 (1)反应开始后，A装置中的现象为___固__体__表__面__有__气__泡___产__生_
__，其中MnO2起___催__化___作用。 (2)B中盛放的是浓硫酸，其作用是__干__燥__气__体____；
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(3)4分钟后观察，只有D中铁片表面生锈，C、E中铁片依然光 亮。该实验现象说明铁生锈主要与__氧__气__和__水____有关；D 中铁片生锈所需时间短的主要原因是__氧__气__的__浓__度__大____；
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19．(2016·娄底)金属材料在生产、生活中起着重要作用。 (1)铝可制成电线，主要是利用其有良好的延展性和___导__电_ __性。 (2)金属生锈是世界面临的难题。铁生锈实际上是铁与__空__ _气__中__的__氧__气__和__水_____共同作用的结果。 (3)防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径之一，请再写 出一条有效途径：__金__属__的__回__收__和__利__用__等____。
速塞紧瓶塞，过一段时间观察气球的变化是
(A)
A．比原来大
B．比原来小
C．先变大，后变小
D．无明显变化
第13题图