金属的腐蚀与防护实验设计

郑晓红

在人教版教材《化学反应原理》中，有关“金属的腐蚀与防护”内容的相关实验是教学中的难题：“铁的吸氧腐蚀”有原理介绍，没有相应的电化学实验来验证；教材中有关“铁的吸氧腐蚀”现象的实验不易操作和观察；“实验验证牺牲阳极的阴极保护法”实验不容易做成功。针对这些问题，通过分析、思考和探索实验条件，笔者设计了以下几个实验装置和方法，较好地解决了以上难题。

一、铁的吸氧腐蚀实验

1.实验原理验证

用1张浸有饱和食盐水的滤纸包住1块铁片和1支碳棒(两者相接触)，在铁片处滴加2滴铁氰化钾溶液，在碳棒处滴加2滴酚酞试液，静置观察。

实验说明：采用浸有饱和食盐水的滤纸，可以使电解质溶液既充分展开有利于接触氧气，又能富集形成的产物便于检验，还能作为白底衬托出蓝色和红色(如图1所示)。

图1 实验原理验证效果图

2.吸氧腐蚀现象实验

将铁粉与碳粉的混合物装入锥形瓶中，用饱和食盐水润湿，并在瓶壁尽量展开；瓶口塞上自制回型管装置(加有品红溶液)，调节品红液面至水平位置后，静置观察。

3.实验说明

自制回型管装置(如图2所示)，其中橡皮塞上有2个孔，1个插入回型管，1个插入带玻璃珠的乳胶管。在塞紧橡皮塞后，回型管中的液面会有变形，调节回型管中的液面，使之处于水平位置，便于观察液面高度变化。

图2 吸氧腐蚀现象实验效果图

二、实验验证牺牲阳极的阴极保护法

1.实验方法

在2支U型管中分别装入饱和食盐水，分别插入铁丝、连有锌片的铁丝。在铁丝端管口分别滴加几滴铁氰化钾溶液，1 min后再分别滴加1滴稀盐酸(1 mol/L)，观察现象。

2.实验说明

教材中用酸化的饱和食盐水做该实验，其中“酸度”比较难控制。经过多次实验后发现，有时直接用饱和食盐水效果更好，但时间可能较长。加酸以后反应速率加快，现象较明显，加入酸的时间越晚对比色越突出，还能观察到铁丝(连有锌片)上有细小的氢气泡。加入酸的量一定要少，否则两者都变蓝色(如图3所示)。

图3 验证牺牲阳极的阴极保护法实验效果图