基于双液原电池的钢铁电化学腐蚀实验研究

针对钢铁电化学腐蚀课堂演示实验的一些问题与异常现象,文中从电极电势的角度理论分析了析氢腐蚀与吸氧腐蚀的竞争关系,并探究钢铁发生析氢腐蚀与吸氧腐蚀的体系pH临界条件,解释了演示析氢、吸氧腐蚀出现异常现象的原因.在此基础上利用双液原电池改进了钢铁电化学腐蚀发生装置,使析氢、吸氧腐蚀可以单独进行,避免演示过程中异常现象的出现.     

钢铁吸氧腐蚀演示实验的创新设计

《高中化学课程标准》在《化学反应原理》选修模块中要求＂能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害,通过实验探究防止金属腐蚀的措施。＂教师开展＂钢铁吸氧腐蚀＂教学时大多依赖多媒体动画演示以配合理论教学,相关实验也仅限于“防止腐蚀”,而不关注“如何腐蚀”——钢铁腐蚀为何主要表现为有氧气参与的腐蚀？腐蚀时发生了什么原电池反应？     

对教材中钢铁腐蚀两个问题的讨论

本文对中专工科非化工专业有关教材中钢铁腐蚀的两个问题进行了析疑.笔者认为:(1)钢铁在潮湿空气里,当电解质溶液即水膜显酸性(pH≈4)时,不是析氢腐蚀,而是有氢离子参与反应的吸氧腐蚀;(2)钢铁在高温度下与氧气直接反应引起的腐蚀属于电化腐蚀,而不能作为化学腐蚀的实例.     

对钢铁吸氧腐蚀过程的实验探究

重新审视了钢铁吸氧腐蚀实验的过渡期现象.从金属表面显微尺寸的电化学不均匀性、电解质溶液中溶解氧的浓差等角度,对盐水滴实验出现过渡期现象的成因进行了文献调研分析与实证探究,认为钢铁发生盐水滴腐蚀需经历四个阶段,此结果有助于增进一线教师对金属电化学腐蚀原理与局部腐蚀原理的理解.     

钢铁的局部腐蚀

本文通过热力学和动力学方法,说明了钢铁的局部腐蚀部位以及局部腐蚀发生的原因,以采取相应保护措施。     

对教材中钢铁腐蚀两个问题的讨论

本文对中专工科非化工专业有关教材中铜铁腐蚀的两个问题进行了析疑。笔者认为；(1)钢铁在潮湿空气里，当电解质溶液即水膜显酸性(pH≈4)时，不是析氢腐蚀，而是有氢离子参与反应的吸氧腐蚀；(2)钢铁在高温度下与氧气直接反应引起的腐蚀属于电化腐蚀，而不能作为化学腐蚀的实例。     

吸氧腐蚀实验设计

学习原电池知识后,学生对电化腐蚀中的析氧腐蚀原理容易理解。对日常生活中钢铁在潮湿空气中容易生锈虽有所了解,但对该现象吸氧腐蚀,发生了原电池反应却难以理解,若能做以下演示实验,对学生的认知过程会大有益处。     

桥梁工程中的腐蚀问题

桥梁的腐蚀问题是桥梁工程建设中必须考虑的十分重要的问题。阐述了桥梁工程中钢铁及混凝土材料的腐蚀机理，对常见的桥梁腐蚀类型进行了分析，并分析了两个典型的桥梁腐蚀的案例。     

探索数字化实验，突破教学难点——以金属电化学腐蚀为例

运用数字化实验，通过对不同p H下，钢铁电化学腐蚀过程中气体压力和氧气浓度数据的处理和计算，在课堂演示实验中同步得到氢气压力的变化曲线，帮助学生更直观地体会两者在不同环境下同时存在、相互竞争的关系。     

关于金属腐蚀与防护的问题讨论

问题1钢铁表面的电解质溶液呈碱性时,会不会发生吸氧腐蚀?答案是"会".钢铁只要暴露在空气中且表面附有水膜,就一定会发生吸氧腐蚀.大家之所以会提出这样的问题,与教科书里关于电化学腐蚀类型的分析、描述不全面有关.我们知道,钢铁不管是发生吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,负极的电极方程式都是Fe-2e^-=Fe^2+,当电解质溶液中H^+浓度很大时,正极反应以H^+得电子为主:2H^++2e^-=H2↑,而H^+浓度较小(溶液酸性不强)时,则以溶解氧得电子还原为主:O2+4e^-+2H2O=4OH^-.     

教学中融合信息技术——以“钢铁的腐蚀”为例

信息时代的高中化学课程,融合信息技术的教学使中学课堂变得高效,现以"钢铁的腐蚀"一课为例,浅谈利用信息技术构建高效课堂、智慧课堂。一、本节课的教学目标通过观察金属腐蚀的过程,了解钢铁腐蚀的宏观现象;了解金属发生电化学腐蚀的本质以及防腐的方法;培养学生的科学探究意识,探究钢铁防腐的方法;认识环境保护和资源合理开发的重要性,深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系。     

一种腐蚀疲劳损伤的非线性累加演化模型

研究目的：提出一种新的腐蚀疲劳损伤演化模型,建立基于损伤演化的腐蚀疲劳寿命预测模型。创新要点：将应力腐蚀损伤与疲劳损伤非线性耦合,建立腐蚀疲劳损伤演化律,依托实验确定腐蚀疲劳损伤演化参数,形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。研究方法：采用理论研究与实验验证相结合的研究方法。选取特定材料设计应力腐蚀实验,回归应力腐蚀门槛值应力和损伤参数（图2）;查阅疲劳实验数据建：立变幅疲劳损伤模型,将应力腐蚀损伤与变幅疲劳损伤非线性累加形成腐蚀疲劳损伤非线性演化模型。根据腐蚀疲劳实验结果,验证腐蚀疲劳损伤演化模型并确定非线性损伤累加参数（图5和6）,形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。重要结论：从损伤力学角度,将材料的腐蚀疲劳损伤处理成应力腐蚀损伤与疲劳损伤的非线性累加,形成腐蚀疲劳损伤演化模型。结合LY12CZ铝合金的试验结果,验证了损伤演化模型的可行性。该方法可以为材料腐蚀疲劳的寿命评价研究提供新的思路。     

一种腐蚀疲劳损伤的非线性累加演化模型（英文）

研究目的:提出一种新的腐蚀疲劳损伤演化模型,建立基于损伤演化的腐蚀疲劳寿命预测模型。创新要点:将应力腐蚀损伤与疲劳损伤非线性耦合,建立腐蚀疲劳损伤演化律,依托实验确定腐蚀疲劳损伤演化参数,形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。研究方法:采用理论研究与实验验证相结合的研究方法。选取特定材料设计应力腐蚀实验,回归应力腐蚀门槛值应力和损伤参数(图2);查阅疲劳实验数据建立变幅疲劳损伤模型,将应力腐蚀损伤与变幅疲劳损伤非线性累加形成腐蚀疲劳损伤非线性演化模型。根据腐蚀疲劳实验结果,验证腐蚀疲劳损伤演化模型并确定非线性损伤累加参数(图5和6),形成基于损伤演化律的腐蚀疲劳寿命预测模型。重要结论:从损伤力学角度,将材料的腐蚀疲劳损伤处理成应力腐蚀损伤与疲劳损伤的非线性累加,形成腐蚀疲劳损伤演化模型。结合LY12CZ铝合金的试验结果,验证了损伤演化模型的可行性。该方法可以为材料腐蚀疲劳的寿命评价研究提供新的思路。     

生铁腐蚀的对比实验设计与应用拓展

人教版化学选修4《化学反应原理》在探究生铁的腐蚀实验中，只涉及到了生铁的吸氧腐蚀。本人经过反复研究和实验，设计出简单易行和实验效果明显的对比实验，比较了生铁的吸氧腐蚀、析氢腐蚀的快慢及产生的原因，并加以应用和拓展，帮助学生理解高考中类似的问题。     

酸性环境下铁的电化学腐蚀实验的研究

通过实验探究发现,在酸性环境下盐酸体积、盐酸浓度、铁炭质量比、环境温度和振荡操作五个因素对铁的电化学腐蚀实验均有影响.根据探究结果提出了实验方案,旨在为中学教师有效控制实验条件、成功进行金属的电化学腐蚀的实验教学以及帮助学生厘清析氢腐蚀和吸氧腐蚀的发生条件提供实用的信息.     

钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀试验

了解钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀,做好这个演示实验,可以使学生更直观地理解电化学腐蚀的危害,进一步加深对电化学知识的掌握,并在以后的工作中做好防止钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀具有重要的现实意义.     

“苏教版”高一年级《钢铁的腐蚀》教学案例

一、设计思想本节课教学设计的教育心理学理论基础是建构主义学习观。建构主义重视学习者自身的经验和自我发展,强调教师要提供"真实的学习环境",即知识生成的环境和知识运用的环境尽可能接近知识建构的学习环境。从生活中钢铁腐蚀的危害入手,激发学生了解的兴趣,通过铁腐蚀的演示实验,让学生将观察到的现象和实验原理结合,运用化学知识分析、思     

关于钢铁腐蚀的理论探讨和实验分析

从实验研究的角度,以理论探讨结合实验验证的方法,分析了铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件,得出了如下结论：铁的析氢腐蚀主要在强酸性环境中进行,铁的吸氧腐蚀无论在酸性、中性还是碱性条件下都能发生,且酸性越强,腐蚀速率越大。     

基于手持技术的金属电化学腐蚀实验改进

对铁的吸氧腐蚀演示实验进行了改进和补充。采用手持技术,设计了3组对比实验,利用氧气传感器和压强传感器测定实验过程中氧气浓度和压强的微弱变化以及吸氧腐蚀中溶液pH的变化。结果表明:铁的电化学腐蚀是一个缓慢的氧化过程。酸性较强条件下以析氢腐蚀为主;在中性条件下发生吸氧腐蚀;在弱酸性条件下,析氢腐蚀和吸氧腐蚀是同时发生的。     

浅谈铁的腐蚀与防护

如今钢铁的应用十分普遍,但由于铁制品腐蚀的原因而造成的损失也是巨大的。据统计,世界上冶炼得到的铁中约有1／3由于生锈在工业中报废．1984年12月,