第15章 關於電化學的實驗操作和改進(5)(1 / 3)

(1)金屬陽極筆。a先將玻管洗淨。b將一個與玻管配套之膠塞打孔,安上進液管、電極線、進氣管。c將純Cu(或Zn)1片處理,去除表麵氧化膜,洗淨。然後與膠塞上銅導線下端連接,塞入玻管中。d將脫脂棉展開成層狀,再緊卷成適當塞狀,塞入玻管下端,露出管口約1cm。然後用一塊滌綸布包住,用繩紮在玻管上。e將製作的陽極筆用蒸餾水淋洗,使蒸餾水經脫脂棉慢慢滲下,即製好,待用。

①進液管②氣孔③電極線④膠塞⑤玻管⑥金屬片⑦脫脂棉⑧滌綸布(2)石黑陽極的製作將1號電池中的炭棒小心取出(注意勿使銅帽鬆動,在銅帽上焊一根導線,用砂紙打去炭棒表麵層,再放入1∶1鹽酸中浸泡過夜,衝洗幹淨,再用蒸餾水煮沸5分鍾,並淋洗幹淨。用炭棒代替上述鍍筆中金屬片,即成。

參考配方(試劑皆為分析純)編號鍍液種類鍍液組成(g·L-1)(1)CuCuSO4·5H2O200~250H2SO460~65光亮劑適量(2)ZnZnSO4·7H2O300左右Na2SO4·10H2O100KA1(SO4)2·12H2O30光亮劑05-10(3)NiNiSO4·7H2O250左右NaC110-15NiC12·6H2O20冰醋酸HAC30(ml)十二烷基磺酸鈉少量光亮劑79105-1(4)學生還可自查資料,設計方案,經教師審批再選做。

原理

以待鍍件為陰極,鍍筆為陽極,在外加直流低壓電源作用下,鍍液中Mn+向陰極遷移,當達到其析出電位時,即在陰極上還原沉積。

實驗過程

(1)被鍍件除油、除鏽(略)。

(2)被鍍件磨光與拋光開動磨(拋)光機,使物件與磨(拋)光輪接觸,再逐步緊貼,直到物件光亮為止。

(3)刷鍍將鍍筆浸在盛有鍍液的燒杯中,置於所需溫度之恒溫槽中先預熱10分鍾,然後安裝於裝置上,將燒杯中鍍液倒入分液漏鬥中,打開旋塞,調整漏鬥高度,將鍍液自筆中慢慢滲下,排出管內空氣,打開直流電源,調所需之電壓讓鍍筆與鍍件接觸緩緩相對移動,反複幾次,即被鍍上。

(4)揩幹鍍件上液珠,再拋光。

(5)洗淨鍍筆,浸入蒸餾水中。

指導教師組織學生對下述問題進行討論:

(1)Cu、Zn陽極筆中Cu、Zn各起哪些作用?

(2)石黑陽極筆長期使用,應采取什麼措施,為什麼?

(3)實驗中,是否發現電極上有小汽泡,如何解釋?

(4)對製做陽極筆,你還有什麼新方法和見解?

(5)對本實驗你有何感想和建議?

結果

通過兩年來實踐表明,學生對該類選做實驗積極主動,情緒高漲。通過實驗,學生普遍反映對不可逆電極過程及過電位等概念理解得更深刻了,並嚐試到理論與應用的結合。

注:也可用適當的素瓷芯代替脫脂棉。下端包布稍厚一些。

鐵的吸氧腐蝕實驗

鋼鐵的腐蝕主要是吸氧腐蝕,它抽象且難以通過演示實驗進行講解,常常使師生感到困難。

福建省龍岩師範學校吳振位老師介紹了一種鋼鐵吸氧實驗裝置,它簡易、直觀,演示效果令人滿意。

實驗步驟

鐵的吸氧腐蝕裝置

(1)連接好實驗裝置。

(2)在U形管中注入冷開水或冷開水配製的任意電解液,(盡量降低氧在水中的溶解量)並加入少量鐵氰化鉀。

(3)打開開關K,調節電位器至發光管剛好熄滅為宜。

(4)合上開關K,用洗耳球向U形管左側的電解液鼓入空氣,洗耳球鼓入空氣越強,則二極管發的光越亮,反之發的光越暗,片刻後,鐵棒周圍的漏液呈藍色(實為沉澱)。

裝置原理

調節電位器W使發光管恰好熄滅,此刻T1、T2處於臨界導通(仍處於截止)狀態,當合上開關K,碳與鐵構成了吸氧腐蝕原電池的正負兩極,原電池的電流雖小,但由於三極管的放大作用原來處於臨界導通的T1、T2立即導通,故發光管發亮。

反應原理

正極,碳棒,O2+2H2O+4e=4OH-(還原反應)負極,鐵棒,Fe-2e=Fe2-(氧化反應)3Fe2-+2〔Fe(CN)6〕3-=Fe3〔Fe(CN)6〕2↓(藍色)鐵的鏽蝕的課外實驗

四川教育學院化學係盛開瓊老師介紹的鐵的鏽蝕的實驗,是為培養學生的觀察能力和幫助突破鐵的電化腐蝕的教學難點而設計的。