本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)裝置，更具體的說是一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置。

背景技術(shù)：

中學(xué)化學(xué)介紹了金屬的鈍化現(xiàn)象，如鋁在濃硝酸中的鈍化，鐵在濃硫酸中的鈍化。該內(nèi)容貼近學(xué)生生活實(shí)際，但是金屬鈍化這一特殊現(xiàn)象又與一般金屬可被強(qiáng)酸溶解的現(xiàn)象相矛盾，因而會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對(duì)鈍化膜形成過程及形成機(jī)理等提出疑問。對(duì)于鈍化機(jī)理，中學(xué)化學(xué)給出的解釋是，形成了“致密的氧化膜”，例如，鋁在濃硝酸中形成了α-Al2O3氧化膜，不與濃硝酸作用。很顯然，這一機(jī)理沒有解釋鈍化膜的形成過程，因而難以消除學(xué)生對(duì)鈍化膜形成過程及形成機(jī)理的疑問，不利于學(xué)生探究精神和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

中學(xué)化學(xué)為了說明鈍化過程，常常使用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過可視現(xiàn)象如氣體逸出、金屬溶解等等肉眼所見現(xiàn)象說明鈍化的發(fā)生。如在室溫下將鐵分別放入稀硝酸和濃硝酸，對(duì)比兩者的氣泡產(chǎn)生和金屬的溶解現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)鐵在稀硫酸中，反應(yīng)較快，可以觀察到明顯的氣泡產(chǎn)生，金屬溶解。而鐵在濃硝酸中，短時(shí)間觀察無明顯現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)仔細(xì)觀察，才能在金屬表面有細(xì)微的氣泡產(chǎn)生，在顯微鏡觀察下金屬表面失去金屬關(guān)澤。從而說明鐵在稀硫酸中發(fā)生了溶解腐蝕，而鐵在濃硫酸中發(fā)生了鈍化。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)有的方法是從宏觀角度入手的，不能直觀反映鈍化膜的微觀形成過程，不能消除學(xué)生對(duì)鈍化膜形成過程的疑問。必須要尋找表示鈍化膜形成的直接方法及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。這些相應(yīng)的儀器設(shè)備必須至少滿足2個(gè)條件：一是能對(duì)鈍化膜的形成過程進(jìn)行直觀的表示；二是價(jià)格不能太昂貴，中學(xué)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)能夠承擔(dān)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置，不僅價(jià)格低廉，能夠宏觀觀察鈍化現(xiàn)象，而且通過電流變化向?qū)W生間接展示鈍化膜的形成過程。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)裝置，更具體的說是一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置，包括CuSO4溶液、鹽橋、濃硝酸、銅棒、鋅棒、尾氣處理接口、底部支持套、微安電流計(jì)、反應(yīng)器Ⅰ和反應(yīng)器Ⅱ，不僅價(jià)格低廉，能夠宏觀觀察鈍化現(xiàn)象，而且通過電流變化向?qū)W生間接展示鈍化膜的形成過程。

底部支持套有兩個(gè)，反應(yīng)器Ⅰ和反應(yīng)器Ⅱ均放置在底部支持套上，反應(yīng)器Ⅰ內(nèi)有濃硝酸，反應(yīng)器Ⅱ內(nèi)有CuSO4溶液，銅棒連接在反應(yīng)器Ⅱ上，銅棒的下端伸入CuSO4溶液，鋅棒連接在反應(yīng)器Ⅰ上，鋅棒的下端伸入濃硝酸，反應(yīng)器Ⅰ上設(shè)置有尾氣處理接口，微安電流計(jì)的一端連接銅棒，微安電流計(jì)的另一端連接鋅棒，鹽橋的一端連接反應(yīng)器Ⅰ，并且伸入濃硝酸，鹽橋的另一端連接反應(yīng)器Ⅱ，并且伸入CuSO4溶液。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置所述反應(yīng)器Ⅰ和反應(yīng)器Ⅱ的材料均為玻璃。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置所述反應(yīng)器Ⅰ和反應(yīng)器Ⅱ上均設(shè)置有活塞。

作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置所述支持套的材料為橡膠。

本實(shí)用新型一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置的有益效果為：

本實(shí)用新型一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置，不僅價(jià)格低廉，能夠宏觀觀察鈍化現(xiàn)象，而且通過電流變化向?qū)W生間接展示鈍化膜的形成過程。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本實(shí)用新型一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：CuSO4溶液1；鹽橋2；濃硝酸3；銅棒4；鋅棒5；尾氣處理接口6；底部支持套7；微安電流計(jì)8；反應(yīng)器Ⅰ9；反應(yīng)器10。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：

下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)裝置，更具體的說是一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置，包括CuSO4溶液1、鹽橋2、濃硝酸3、銅棒4、鋅棒5、尾氣處理接口6、底部支持套7、微安電流計(jì)8、反應(yīng)器Ⅰ9和反應(yīng)器Ⅱ10，不僅價(jià)格低廉，能夠宏觀觀察鈍化現(xiàn)象，而且通過電流變化向?qū)W生間接展示鈍化膜的形成過程。

底部支持套7有兩個(gè)，反應(yīng)器Ⅰ9和反應(yīng)器Ⅱ10均放置在底部支持套7上，反應(yīng)器Ⅰ9內(nèi)有濃硝酸3，反應(yīng)器Ⅱ10內(nèi)有CuSO4溶液1，銅棒4連接在反應(yīng)器Ⅱ10上，銅棒4的下端伸入CuSO4溶液1，鋅棒5連接在反應(yīng)器Ⅰ9上，鋅棒5的下端伸入濃硝酸3，反應(yīng)器Ⅰ9上設(shè)置有尾氣處理接口6，微安電流計(jì)8的一端連接銅棒4，微安電流計(jì)8的另一端連接鋅棒5，鹽橋2的一端連接反應(yīng)器Ⅰ9，并且伸入濃硝酸3，鹽橋2的另一端連接反應(yīng)器Ⅱ10，并且伸入CuSO4溶液1。在實(shí)驗(yàn)前，去除銅棒4和鋅棒5表面的氧化膜，尾氣處理接口6接上尾氣處理裝置，鋅棒5浸入濃硝酸3并固定，反應(yīng)進(jìn)行至鋅棒5完全溶解停止實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，使用鋅棒5連接在回路中微安電流計(jì)8將始終顯示為零。理論分析可解釋為鋅棒5與濃硝酸3不發(fā)生鈍化作用，鋅棒5表面形成無數(shù)微觀原電池，反應(yīng)在金屬表面發(fā)生而不會(huì)形成宏觀的回路，電流檢測(cè)即為零。將鋅棒5取下，換上鋁棒，浸入前通過投影將微安電流計(jì)8屏幕與計(jì)時(shí)器一同投影于屏幕。在鋁棒浸入濃硝酸3瞬間啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，隨時(shí)記錄計(jì)時(shí)器時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的電流表數(shù)據(jù)。將鋁棒由濃硝酸3中取出，使用蒸餾水清洗其表面。將濃硝酸3倒入廢酸缸，取出鹽橋2，演示實(shí)驗(yàn)結(jié)束。當(dāng)鋁棒與濃硝酸作用時(shí)，由于產(chǎn)生鈍化膜，Al|Al2O3（鈍化膜）|HNO3的電勢(shì)不足以克服Cu|Cu2+的電勢(shì)，回路產(chǎn)生電流，投影于屏幕上，在電流穩(wěn)定之前，教師可向?qū)W生解釋為鈍化膜在形成過程中，裸露金屬與濃硝酸3接觸面積不穩(wěn)定而導(dǎo)致電流波動(dòng)。在反應(yīng)一段時(shí)間后，電流趨于穩(wěn)定，鈍化膜完全形成。

具體實(shí)施方式二：

下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述反應(yīng)器Ⅰ9和反應(yīng)器Ⅱ10的材料均為玻璃，便于學(xué)生宏觀觀察鈍化現(xiàn)象。

具體實(shí)施方式三：

下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述反應(yīng)器Ⅰ9和反應(yīng)器Ⅱ10上均設(shè)置有活塞，銅棒4、鋅棒5和鋁棒通過活塞固定在反應(yīng)器Ⅰ9和反應(yīng)器Ⅱ10上。

具體實(shí)施方式四：

下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述支持套7的材料為橡膠，橡膠耐腐蝕，摩擦系數(shù)大。

本實(shí)用新型一種鈍化膜形成過程教學(xué)演示裝置的工作原理：在實(shí)驗(yàn)前，去除銅棒4和鋅棒5表面的氧化膜，尾氣處理接口6接上尾氣處理裝置，鋅棒5浸入濃硝酸3并固定，反應(yīng)進(jìn)行至鋅棒5完全溶解停止實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，使用鋅棒5連接在回路中微安電流計(jì)8將始終顯示為零。理論分析可解釋為鋅棒5與濃硝酸3不發(fā)生鈍化作用，鋅棒5表面形成無數(shù)微觀原電池，反應(yīng)在金屬表面發(fā)生而不會(huì)形成宏觀的回路，電流檢測(cè)即為零。將鋅棒5取下，換上鋁棒，浸入前通過投影將微安電流計(jì)8屏幕與計(jì)時(shí)器一同投影于屏幕。在鋁棒浸入濃硝酸3瞬間啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，隨時(shí)記錄計(jì)時(shí)器時(shí)間及其對(duì)應(yīng)的電流表數(shù)據(jù)。將鋁棒由濃硝酸3中取出，使用蒸餾水清洗其表面。將濃硝酸3倒入廢酸缸，取出鹽橋2，演示實(shí)驗(yàn)結(jié)束。當(dāng)鋁棒與濃硝酸作用時(shí)，由于產(chǎn)生鈍化膜，Al|Al2O3（鈍化膜）|HNO3的電勢(shì)不足以克服Cu|Cu2+的電勢(shì)，回路產(chǎn)生電流，投影于屏幕上，在電流穩(wěn)定之前，教師可向?qū)W生解釋為鈍化膜在形成過程中，裸露金屬與濃硝酸3接觸面積不穩(wěn)定而導(dǎo)致電流波動(dòng)。在反應(yīng)一段時(shí)間后，電流趨于穩(wěn)定，鈍化膜完全形成。

當(dāng)然，上述說明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。