同學(xué)們無論是在家里、學(xué)校還是在公共場所,到處都能見到金屬鐵制品,如鐵門、鐵椅凳、鐵鎖、裁紙刀、菜刀、過街天橋和鐵欄桿等,雖然它們很牢固、很堅(jiān)硬,但若保管和維護(hù)不當(dāng),它們也會(huì)很快變成“泥土”(也就是鐵銹)?,F(xiàn)在讓我們通過探究鐵釘在明膠中的氧化速率來了解鐵的生銹過程,并進(jìn)一步確定能使鐵生銹速率加快或減慢的影響因素。
1 實(shí)驗(yàn)用品
3枚鐵釘,1枚鍍鋅鐵釘,白明膠2盒(每盒有7g白明膠),1片止痛藥片,氯化鈉,銅線,鋁箔,水,含有肥皂液的洗碗盤,紙巾,小盤子,電爐或者火爐,小玻璃罐,湯匙,2個(gè)塑料容器,老虎鉗。
2 做一做
(1)首先用熱水清洗3枚鐵釘和1枚鍍鋅鐵釘,然后用肥皂液再清洗一遍,最后用紙巾將釘子擦干。
(2)取1枚鐵釘和1枚鍍鋅鐵釘直接放入1個(gè)塑料容器中,如圖1;將1枚鐵釘纏上銅絲(要纏緊),另1枚鐵釘裹上鋁箔,然后放入另1個(gè)塑料容器中。如圖2。也可取3枚鐵釘,將其中1枚纏上銅絲,1枚裹上鋁箔放在1個(gè)塑料容器中,如圖3。
(3)向小玻璃罐中加入30mL水(約2大湯匙),再倒入2盒白明膠,用湯匙充分?jǐn)嚢柚翝飧酄睢?/p>
(4)向小盤子巾加入90mL水(約6大湯匙),再加入0.6g氯化鈉和半片止痛片,在電爐或火爐上加熱并不斷攪拌。
(5)把步驟(3)中水和明膠的混合物緩慢倒入步驟(4)中的小盤子里,不斷攪拌并保持沸騰,直到白明膠完全溶解時(shí)停止加熱(會(huì)有少量止痛片配料不溶)。
(6)趁熱把步驟(5)所得混合物分別倒入步驟(2)的2個(gè)塑料容器中,使混合物剛好覆蓋住鐵釘,冷卻。記錄現(xiàn)象和觀察時(shí)間:在前2h內(nèi)每隔20min觀察1次,然后每隔4h觀察1次,如此持續(xù)24h。
3 看一看,想一想
(1)哪一枚鐵釘?shù)念伾钕劝l(fā)生變化?為什么?
(2)為什么要先清洗鐵釘?鐵釘表面有什么物質(zhì)?為什么要在鐵釘表面涂這些物質(zhì)?
(3)鍍鋅的鐵釘出現(xiàn)了什么現(xiàn)象?為什么會(huì)有這種現(xiàn)象?
(4)纏繞銅絲的鐵釘出現(xiàn)了什么現(xiàn)象?為什么?
(5)為什么用銅絲纏鐵釘時(shí)要纏緊?為什么用鋁箔裹鐵釘時(shí)要裹緊?為什么塑料紐扣比金屬紐扣更受歡迎?
你學(xué)會(huì)了什么
鐵釘在有水的情況下容易被空氣中的氧氣氧化,形成氧化物,這就是我們所熟悉的鐵銹。通過上面的實(shí)驗(yàn)探究,你會(huì)知道哪種情況下的鐵釘更容易生銹,從而知道如何維護(hù)金屬鐵制品,同時(shí)還能慢慢地明了其中的化學(xué)變化原理,進(jìn)而有意識地防止日常生活中鐵制品的生銹,增強(qiáng)節(jié)約環(huán)保的意識,讓化學(xué)知識更好地服務(wù)于生活。