绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇去除铁锈的化学方法范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
2、工具除锈:主要使用钢丝刷等工具对钢材表面进行打磨,可去除松动或翘起的氧化皮、铁锈、焊渣等。若钢材表面附着牢固的氧化铁皮,工具除锈效果不佳,达不到防腐施工要求的锚纹深度,而且速度慢。
引言
现代教育理念要求教师对个性差异不同的学生进行因材施教,尊重每个学生的个性,促进学生的个性化发展,培养学生的思维能力和创新能力。“变式教学”正好符合现代化教学理念,可以更好地使学生掌握知识、开阔思维、培养能力,本文从不同角度探讨变式教学的具体应用。
1.化学课堂教学中变式教学的应用
1.1调动学生参与课堂教学
学生参与课堂教学的效果影响课堂教学本身的效果,学生作为课堂教学的主体,教师应该引导他们对化学学习产生足够兴趣。课堂教学的变式训练是一种应用于教学中不同层面不同角度的变式,通过变式教学可以使学生产生新鲜感,也可以激发学生的好奇心和学习热情,因而课堂教学效率得以提高。
例如在介绍CO2的性质时,可设计如下问题:向烧杯内放置两根燃烧着的长短不一的蜡烛,将二氧化碳倒入其中,将产生什么现象?为什么?
变式训练:对这一问题,A、B两同学对此发生了争论。A同学认为高的蜡烛先熄灭,B同学认为短的蜡烛先熄灭,两个人谁也不能说服谁,因此两人设计了下面的实验判断孰是孰非。
(一)放置两支长短不一正在燃烧的蜡烛,将充满CO2的烧杯罩在之上,结果是蜡烛都熄灭了。
(二)甲同学说长蜡烛先灭的理由是什么?乙同学说短蜡烛先灭的理由是什么?
(三)本实验中哪位同学的猜想正确?
此题目里的情景模式将知识与生活联系在一起,教师通过变式训练的课堂教学,增添了学习的趣味性,使学生更积极、更主动,不仅能掌握知识,而且能让学生体验到成功的乐趣。
1.2加强理论知识的理解
在化学理论教学中,对概念的理解是学生学好化学的基础,对于枯燥生硬的概念,有时运用变式教学可以达到更好的效果。
例如:讲《常见的碱》一章时,先让学生学习NaOH和Ca(0H),的性质等基础内容,之后通过变式训练让学生探讨酸、碱、盐各物质之间的区别与联系,并通过表格等形式表现出来。
学生在学习碱的知识时已经在脑海中对酸、碱、盐进行了初步比对。经过教师引导之后,他们将这种比对逐渐拉扯出来,直至越来越清晰。这种方式发挥了学生的主观能动性,对学生思维能力的培养起到了较大作用。
2.在化学习题课中运用变式教学
培养发散思维是初中化学教学中一项重要的任务,帮助学生拓宽思路便是其中的一部分内容,令学生从不同角度和方向思考问题、解决问题,让学生能够做到举一反三,而不是死记知识,一旦题目变形便不知所云。因此较好的拓展学生思维能力的方法就是进行一题多解练习,教师在习题教学时应当针对课程中的重点进行变式训练,有的放矢。熟能生巧,学生经过不断练习后,不仅使知识的记忆更牢靠,最重要的是学生的思维能力得到提高。
2.1改变条件或结论
例如:原题:工业常用10%的稀硫酸去除铁器表面的铁锈。为配制50千克10%的稀硫酸。问:(1)需要98%的浓硫酸多少千克?(2)需要加水多少千克?
变式1:工业常用10%的稀硫酸去除铁器表面的铁锈。为配制50千克10%的稀硫酸。问:(1)需要98%的浓硫酸(密度为1.84克/立方厘米)?多少毫升?(2)需要加水多少毫升?
变式2:工业常用10%的稀硫酸去除铁器表面的铁锈。为配制50毫升10%的稀硫酸?(密度为1.07克/立方厘米)。问:(1)需要98%的浓硫酸(密度为1.84克/立方厘米)多少毫升?(2)需要加水多少毫升?
此题原题只需带入公式即可,而变式之后产生了变化,变式1的问题单位从“千克”变成了“毫升”,因此就需要学生进行质量向体积的转换。而变式2是将题目条件和结论里的单位都变为体积单位,学生若要带入公式就需要先把条件的体积单位转换为质量单位,再进行如变式1的计算。
2.2改变题型
例如:原题:如何证明某种混合气体中含有CO、CO2和H2(请写出实验方法和相关化学方程式)。
变式1:填空题:将含有N2、H2、CO的混合气体依次通过灼热的氧化铜、足量的石灰水,再冷却到室温(假设各步骤均完全反应),则最后的剩余气体是( )。
变式2:推断题:
某种混合气体其中可能含有CO、CO2、HCl和H2中的一种或几种,现用混合气体按顺序进行如下实验:
(1)通过澄清石灰水时无沉淀生成。
(2)通过灼热的氧化铜时黑色粉末变成红色,但无水珠出现。
(3)将剩余气体再次通过澄清石灰水,有白色沉淀生成。
推断:混合气体中一定存在( ),可能存在( ),不可能存在( )。(假设各步骤均完全反应)
此题与变式虽然看似不同,实则考察的知识点都相同,学生通过反复练习巩固了气体化学性质这部分知识。
通过以上举例,学生通过这种变式习题可以加深对知识点的印象,加强对知识的实际运用,并且能使学生多方面能力得到提高。
3.在化学实验中运用变式教学
化学学习中很重要的部分就是实验,将实验与变式教学相结合,培养学生对待化学认真严谨的态度,同时增强学生的思维能力和创新能力。
例1:设计实验,让学生在集满二氧化碳的集气瓶内倒入少量水,盖好玻璃片晃荡几下倒置,实验结果是玻璃片不会脱落下来。学生都明白产生这种现象是由于压强的作用,教师应继续引导学生分析具体原因。之后做些变式训练,比如将倒入集气瓶的水量加大,看结果是否还相同。这样开阔了学生思维,令他们对此性质的记忆更深刻。
怎样才能把化学和生活联系起来呢?
一、关注生活中的每一个现象
化学原理与化学反应等在生活中随处可见,教学过程中,教师要有意识地将知识与学生的生活实际联系起来,将适宜的生活现象引入新知,进而可以提炼出其中的化学问题。例如经常雷雨交加的地方禾苗长得很茂盛;新买的铝锅,烧过自来水后有黑色斑点。这些奇妙的现象激起学生的好奇心后,就能促使他们去学习掌握铝和氮气的性质。由于有了跟学生的生活实际紧密联系的导入,学生对于下面新知的学习就有了积极性,兴趣自然产生了。
二、教师要具备创设生活情境的水平
化学是人类在长期的社会生产生活实践中发展起来的,它与人类的生产生活和社会的发展相关。直观的、有趣的、具有挑战性的问题情境,更容易激活已有的生活经验和化学知识,激发学生学习的积极性。因此,在教学过程中,教师要从学生所熟悉的生活环境入手,选择发生在学生身边的、有趣的、能够激发学生探索欲望的问题、创设鲜明的问题情境作为素材,以激发学生的兴趣和动机。如碰了醋的紫甘蓝(紫白菜)怎么变红了?家中的食盐为什么会变潮?在城市的街道上撒的物质为什么会使雪融化?通过真实的、具体的生活事件,引导学生感受、体会、了解化学知识,使学生明白化学就是发生在身边的,不是遥不可及的。
三、运用化学知识,解决生活问题
《化学课程标准》指出,使学生“正确认识科学、技术与社会的相互关系,能运用所学知识解释生产、生活中的化学现象,解决与化学有关的一些实际问题,初步树立社会可持续发展的思想”。新教材努力从化学的视角去展示社会的可持续发展,培养学生对自然和社会的责任感,用科学、技术、社会相联系的观点引导学生认识材料、能源、健康、环境与化学的关系,逐步培养学生形成综合的科学观和对有关的社会问题作出判断决策的能力。所以,化学教学不仅要从学生的生活中提出化学问题,还必须结合现实生活中的实际问题,让学生运用化学知识和化学的思维方式去看待分析与解决,从而使学生体验到化学的价值,进一步感受到化学与现实生活的紧密联系,提高学生的实践能力。
下面以《铁》这一课为例来谈谈我在教学片段中是怎样将一些知识点与生活联系到一起的:
(1)铁的物理性质中的硬度、延展性、导电导热性。
演示实验:请学生将铁丝和铁片弯曲,并用钳子将铁丝剪断。
设疑:从这个实验,说明铁的硬度如何?
学生讨论后小结:质软。
设疑:将铁“抽丝”“打片”,可做出各种规格的铁板,各种型号的铁丝、钢筋,说明铁的延展性如何?
讲解:铁有良好的延展性
设疑:用铁锅炒菜,手会感到锅很烫;用铁做导线,手一碰就有可能触电;这两个实验说明铁的什么性质?
讲解:铁有良好的导电和导热性能
(2)铁的化学性质中的铁生锈和除锈。
提问:是什么原因导致铁生锈的呢?怎样除去钥匙上的铁锈?
回答:①用砂纸打磨铁环(物理除锈);②把生锈铁环浸在氢氧化钠溶液中,铁锈和其产生氢氧化铁沉淀,而铁不与氢氧化钠反应,由此可除铁锈(化学除锈-和碱产生反应);③把生锈铁环浸入稀盐酸,可瞬间除锈(化学除锈-和酸产生反应);④用草酸溶液除锈(化学除锈-和酸产生反应);⑤另外,若要更为简便、材料易找的话,可用淘米水、醋或番茄其中一样物品来去除铁锈,
提问:如何防止铁生锈呢?
(3)铁跟硫酸铜溶液的反应。
观察:铁钉表面覆盖着一层红色的铜,溶液颜色变成浅绿色。
板演:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(浅绿色)(红色)
讲解:早在西汉时期,我国劳动人民就已经发明铁能从某些含铜化合物中置换出铜,在宋朝已将这个方法应用于生产,成为现代湿法冶金的先驱。
以上这些实验和实例将化学融入生活,使化学显得更加生动有趣。类似这样的例子数不胜数,需要我们教师慢慢收集与积累,对教师的教学方式方法有着一定的要求:
所谓精品高效的化学课堂就是课堂有质有量,课堂上老师能充分调动每个学生参与学习且课堂上人人有所收获,学生课堂上任务完成率高,学生的学习效果佳,学生的学习自觉,这完全符合现实教育的需要,也符合学生自身的发展规律。通过高效课堂,学生能不懂到懂,从少知到多知,从不感兴趣到感兴趣,从“要我学”到“我要学”等一系列质的变化。学生既能有效掌握知识,又能获得全面发展、和谐发展,使学生既能学得愉快,又能学有所成,教师既能教得轻松、又能教得成绩好。
(二)化学课堂的教学意义
打造精品高效化学课堂有着重要的意义。第一、使学生的学习更具意义,学生不仅学到了课堂知识,提高了化学能力,还学得更投入、主动、自主。学生能充分感受到“进课堂以前和走出课堂的时候发生了重大变化”。第二、全班不同层面的学生都有各自不同的发展和提高。精品高效的化学课堂不只是对好学生学有所获,学有提高,而是在整个学习过程中,学生每个人都在学习,人人都有所收获,班级整体成绩都在上升。第三、学生学习冲劲强,心情愉悦,不再为上化学课而感到恐惧,不再为看到那些怪异的化学符号而紧张,不再为化学考试而心虚。精品高效的化学课堂是有良好的安全学习心理环境,在这这堂课上的学生们心情舒畅,老师循循善教,学生学习津津有味,师生之间交流真诚、实在。学生们从这堂课中或受激励、或受启迪,或受教益、或引起反思的。打造精品高效的化学课堂是具有重大意义的,因此打造精品化学课堂是刻不容缓的。
二、如何打造精品高效的化学课堂
(一)深入备课,吃透教材
1、刻苦钻研教材,吃透教材。老师要做到在教学之前通观全册、全单元教材,了解教材的编排意图,确定各单元的重点训练项目,明白单元和单元之间和单元格知识点之间的联系,将教材书由厚变薄。
2、结合新课程,编好教案。老师必须认真学习新课程标准,深刻了解新课标的要求,明确教学目标和任务,然后再充分结合新课标的理念、教材的特色、学生的实际以及自己的教学经验,精准地把握教学目的、重点、难点,从而构建自己的教学思路,编写好教案。
3、突出教学重点。现在大多数的化学课堂一节课下来学生茫然不知所措,老师学生忙碌而无所收获。在我的课堂上学习环节不多,形式不多,并没有什么都面面俱到,只聚焦重点。一堂课下来,学生在40分钟内掌握了一两个知识点是比较轻松的。因此,在化学课堂必须要突出重点,不然学生们什么都没学到,必然会离你而去,更别谈精品高效课堂的构建了。
4、设计有价值的问题。化学老师设计有价值的问题,不能课堂上老师什么都讲完,学生就是支录音笔,只管接收不思考,这样完全不利于学生化学知识的学习和思考。但是问题要少而精,突出教材重点,解决学生学习难点,并尽可能激发学生的学习兴趣,善于引导学生积极思考,指导学生去发现问题,探索问题,解决问题。
(二)增强学生化学学习兴趣
1、有趣的化学实验,唤起学生学习兴趣。化学教学主要通过实验为主的探究活动,老师在课堂上通过实验吸引学生的注意力,调动他们学习的积极性,充分让学生感受到了化学学习并不是枯燥无味的,而是神奇、快乐、充满神秘的体验过程。通过实验可以带动学生浓厚的学习兴趣,激发学生的求知欲望,帮助学生们很快很准确地掌握化学基本概念,从而更好更快地获得知识和技能。学生通过自己动手实验能培养实事求是、严肃认真的科学态度和学习方法。例如在“盐类的水解”教学中,针对“盐溶液是否都呈中性”的问题,我将分别盛有NaCl、CH3COONa、NH4Cl三种盐溶液的烧杯置于学生面前,先让学生推断它们的酸碱性,然后指导学生用PH试纸或紫色石蕊试液测试、验证,让学生在主动参与、亲自实践中发现问题,形成认知冲突:盐不能电离出H+或OH–,为什么有的盐溶液却会呈现酸性或碱性?由此激发学生的学习思维和学习激情,并能加深对知识的理解,让学生感受学习的快乐。
2、创造氛围,激发学生的探究欲望。老师在课堂教学中,要善于创造浓厚的化学氛围,抓住学生兴奋点,以增强学生的兴趣。例如利用精彩的引言讲述化学故事、化学对现实生活的贡献、化学问题的争论等等。
3、利用鼓励和表扬,保持学生学习激情。第斯多惠曾说:“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。”教师在教学中应时刻关注每一个学生的进步,即使是一点点的进步也要给予表扬和鼓励。学生做的好的,不要吝啬掌声。对于学生而言,老师的表扬和鼓励对于他们是强大的学习动力,激发他们学习的潜能,使学生学习其中,也乐于其中。
4、开展课外活动,增强学生参与意识。通过举办化学专题讲座、化学课外实际试验、化学知识竞赛等活动,让学生感受到化学就在我们身边,能帮助我们解决很多问题,让学生们感到自己学习的知识是有价值的,体验到成功的喜悦。
(三)抓实课堂,落实高效
1、营造学习氛围。老师在上课时,要注意时刻保持充满激情,活力四射,老师在课堂上尽显风采,努力去感染学生情绪高涨,这样的学习氛围有助于学生生机勃勃、高效学习。老师还要注意利用身体语言,适度的走动、手势的变化等都可以防止学生上课走神,督促学生认真听讲。一堂课有动有静,有张有弛,有严肃有笑声,学生学习氛围浓厚。但是对于每堂课重点难点之处,一定要放慢速度,让学生记忆深刻。对于学生学习的难点重点,学生难以理解牢记的知识点,老师要充分发挥自己的语言锤炼能力,避免啰嗦,将课堂知识联系实际。充分发挥想象力,将学生难以理解的问题用生活中的有趣事物进行有趣的比喻,从而变抽象为具体,化无形为有形。例如,在给学生们演示物理和化学中分子不同变化的课堂中,我用磁铁组成“米老鼠头”来表示水分子,学生在黑板上移动“米老鼠头”来演示水的三态变化和电解。学生通过自己所看、所摸到的亲身体验到了分子的变化,一堂课下来学生完全理解了课堂中的难点重点问题。老师在在课堂上用微笑去面对每个学生,学生答对了,给予赞扬,学生有了错误,给予提醒。在课堂上,多留时间交给学生,学生、老师之间多互相交流,相互学习。
2、以问题为中心,引导学生主动参与学习。老师学会以问题为中心引导学生开展探究学习,学生能够主动思考学习。《国家长期教育改革和发展规划纲要》强调创新人才的培养要注重学思结合,倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学,帮助学生学习。因此在化学课堂教学中必须以问题为中心,引导学生积极思考,通过高水平的思维来学习,才能养成良好的学习习惯,促进学习方式的转变,全面提高科学素质。例如:在一年考题中,问去除铁锈后溶液的变化,要求写出铁与氯化铁反应生成氯化亚铁的反应方程式。学生都知道酸可以除铁锈这个基本知识,学生只知道课本知识,不会发散思维,以致于对于这个考试题学生完全不会。为了解决这个现象我在这一部分的教学中,让学生亲自动手做实验,分析实验现象,并提出自己想知道但又不能解决的问题,期中的问题就有去除铁锈后溶液的变化,在老师的引导下和学生积极思考后,这一问题轻而易举地就得到了解决,学生也明白了提出问题并积极思考的重要性。
3、实行合作学习方式。因化学课自身特色需要学生之间相互协作、相互交流学习并共同提高,我将学生进行分组,学生推荐出小组长,每组三---四人,组长负责小组所有学习事宜。通过小组内外互动的学生问学生、学生教学生、学生帮学生、学生检查学生、学生影响学生、学生引领学生,学生为主的学堂被以将为主的课堂所代替。学生在课堂上自主学习、研究、交流,老师的“讲堂”完全变成了学生的“学堂”,学生以个人独立学习为主转向了以群体合作学习为主。
(四)注重反思
叶澜教授曾说:“一个教师写一辈子的教案难以成为名师,但如果写三年反思则有可能成为名师。”要想做名师,必学会反思。教师不断回顾、分析和审视自己的整个教学过程,其中哪些是精彩点、成功处、闪光点,哪些是遗漏点、困惑点。总结教学中的得失与成功,只有这样才能不断提升自己的教学质量,丰富课堂知识,让自己的学生学有所获。学生不能只是在课堂上学习,在课堂外还要学会不断反思,自己查缺补漏,从而促进知识的真正内在消化。老师也得在课堂教学和作业设计中应注重引导学生对自己学习进行自我反思,利用“交流共享”、“在线测试”、“挑战自我”等方式让学生反思自己的学习,善于利用问题引导学生对化学实验探究活动进行及时的反思,全方位的提高学生的化学知识能力。
(五)我的其他几点教学实践经验
1、强化学生自主学习。学生没有预习的课不许上,学生预习不好的课不可上。自习一律不上课,留给学生足够的自主学习的空间。
2、指导学生课堂学习。老师要要求学生在课堂上必须真听、实读、勤思、善问、敢评,对于学生课堂上的动手习惯的培养也是很重要的。
[中图分类号]G264.3 [文献标识码]A [文章编号]1005-3115(2013)24-0056-02
一、 铁质文物的腐蚀因素
(一)内部因素
铁质文物容易受到腐蚀与它的内部结构紧密相关,我国古代制造铁器通常使用铁碳合金,分为三种:其一铁素体。它的内部结构成海绵状气孔,许多有害离子很容易进入铁器内部,所以抗腐蚀能力较差。其二,铁素体+渗碳体。由于渗碳体在铁素体中分布不均匀,形成微裂间隙,故它的抗腐蚀能力差。其三,铁素体+石墨体+渗碳体。由于石墨结构为层状,层与层之间存在间隙,因此它的抗腐蚀能力差。
可见铁器内部结构存在间隙,再加上铁器表面不同的金属组织,在地下埋藏或馆藏过程中很容易引起化学和电化学反应,这些都是造成铁器腐蚀的内部因素。
(二)外部因素
铁质文物无论在埋藏过程还是在馆藏过程中,影响它腐蚀的外部因素比较复杂,它们的腐蚀现象常常是诸多因素相互作用的结果。影响其腐蚀的因素主要有湿度、大气污染物、尘埃颗粒物等。
铁器在保存过程中很容易在表面形成水膜,由于铁本身的物理不均匀性和电化学不均匀性,其表面上必然存在着大量的活性阳极,同时大气中的氧极易溶解到铁表面的液膜中,因此在铁表面很容易发生电化学腐蚀,其反应如下:
4Fe+2H2O+3O24FeOOH
Fe(OH)2+O22FeOOH
铁在中性或者碱性水溶液中发生化学反应时,其阳极主要是溶解还原反应,其反应如下:
Fe2+ +1/2O2 +3H2O2(r-FeOOH)+4H+
化学活泼性相对减弱的羟基氧化铁(FeOOH)存在多种晶体形态如a-FeOOH 、 b-FeOOH、r-FeOOH等。根据学者研究,这种在潮湿环境中的腐蚀首先形成r-FeOOH,以后再部分的或全面的变成a-FeOOH。①铁器腐蚀生成的都是疏松多孔的结构与铁基体,附着性差,而事实上腐蚀产物起到了一个储备水和氧气的作用,不具备阻止腐蚀的能力,此时主要发生吸氧腐蚀,腐蚀速度主要由氧气扩散至铁器基体的扩散速度控制。在潮湿的环境中,一旦腐蚀开始就很难停止下来。
随着工业化进程的不断加快,大气污染越来越严重,这对铁质文物的危害日趋严重,大气污染物主要有硫化物、氮化物、氯气、氯化氢等气体。它们都给铁器文物的保护带来了严重的困境。
大气中含硫化合物主要有SO2、SO3、H2S、硫酸盐等,这些含硫化合物在潮湿的环境下与铁质文物发生较强的化学腐蚀和电化学腐蚀,反应如下:
SO2+H2OH2SO4 H2SO4 +O2H2SO4
H2SO4 +FeFeSO4+H2 FeSO4+H2OFe(OH)2
FeSO4+H2SFeS+H2SO4 Fe(OH)2+O2FeOOH
在潮湿环境下,硫化合物与铁器表面发生上述化学反应,且不断循环反应直至铁器被完全腐蚀。
大气中的氮化物与硫化物一样属酸性气体,是一种强腐蚀性气体,在大气中与水和氧结合不断与铁器发生化学腐蚀和电化学腐蚀,反应如下:
NO2+H2OHNO3+HNO2
Fe+HNO3Fe(NO3)3+NO+H2O
生成的NO又与大气中的氧反应生成NO2,生成的NO2与铁器不断循环着上述化学反应。
在潮湿环境下,氯气和氯化氢气体首先与大气中的氧气在铁器表面发生化学反应生成稀盐酸,稀盐酸进一步与铁器发生复杂的循环化学反应,反应如下:
CL2+H2OHCL+HOCL Fe+HCLFeCL2+H2
Fe+H2OFe(OH)2+HCL Fe(OH)2+O2FeOOH
当铁器存在着可溶性的氯化物时,腐蚀会变得更加容易和剧烈,■电负性小,优先于OH■,被铁选择性吸附。在腐蚀电池产生的电场作用下,■不断向阳极区迁移生成FeCL2,FeCL2容易水解,释放出■或者生成FeCL2,与水膜中的OH■反应生成Fe(OH)2,同时也释放出■,新的■又向阳极区迁移带出更多的Fe2+。如此循环反复对铁器腐蚀起到了催化作用和阳极去极化作用,促进了铁器的局部腐蚀,特别是当铁器表面存在结构缺陷和表面的水膜呈酸性时,容易形成点腐蚀的活性中心,在这种小阳极大阴极的腐蚀状况中,集中在小阳极的腐蚀速度会变得更加显著,孔内的电解液相对于孔外的电解液呈滞留状态。随着腐蚀的进行,一些腐蚀产物结垢在孔周围沉积,使得孔内外的物质交换更困难,■在点蚀部位被浓缩,这种浓缩的■溶液使孔内的铁保持活性状态。且由于氯化物的水解作用,孔内的酸性不断增加,使得阳极铁溶解速度进一步加快,再加上重力的作用,在铁器表面腐蚀成小孔,甚至锈蚀穿孔。
尘埃颗粒物主要是指活性碳粒,包括碳化物、氮化物、硫化物、硅酸盐等。这些尘粒沉降到铁质表面,首先,对铁质表面造成机械磨损。其次,活性碳和碳化物吸附空气中的SO2和水蒸气,使得铁器表面发生化学腐蚀和电化学腐蚀从而加速铁器锈蚀。尘埃颗粒物也会在铁质表面上形成微缝隙,而这些毛细缝隙处易被水蒸气湿润,并发生氧浓差缝隙腐蚀。盐粒具有很强的吸湿作用,它能使铁表面湿润时间大大扩展,加快腐蚀速度。
二、铁质文物的保护措施
从以上分析可以看出铁器的腐蚀是一个相当复杂的过程,但是它的发生离不开氧和水的参加,②所以在铁质文物保护过程中,只要能做到除去其有害锈,阻止铁器与氧气和水接触,就可以遏制铁器的进一步腐蚀。具体措施包括除锈、脱盐、磷化、钝化、表面封护。
(一)除锈
在除锈之前,要对铁质文物进行详细记录:摄影、测量、X射线锈层分析。然后开始除锈工作,主要的除锈方法有:其一,机械除锈。借用刀、钻、凿、锤子、剔针等工具,用剔、挑、剥、凿或锤震的方法,去除铁器表面较厚的锈层或锈块。对于较厚的锈层我们可以先采用化学试剂剔除。其二,化学试剂除锈。一般采用酸性溶液配酸洗缓蚀抑制剂来处理,如10%的醋酸溶液添加少量铬酸盐溶液对铁器文物进行浸泡处理。
(二)脱盐
脱盐主要是对铁器表面和内部的污物附着物,如可溶性盐分、疏松锈蚀物、油垢等去除。这些附着物会促进铁器的锈蚀,是诱发腐蚀的重要因素。同时,附着物的存在对后续防护措施产生不利影响。在脱盐工作中,可溶性盐分中的氯离子被认为是最重要的腐蚀因子,许多清洗工作都是围绕着氯离子来进行的。脱盐方法有蒸馏水煮沸和碱性溶液浸泡两种,针对馆藏铁质文物的腐蚀和保存情况来讲,最好方法是采用蒸馏水煮沸方法清洗,清洗时水要浸过器物,反复多洗几次,在清洗煮沸过程中要不断的用1%的硝酸银溶液检验水中是否含有氯离子,直到水中检验不出氯离子为止。清洗完成后要及时进行干燥处理,以免铁器再次腐蚀。
(三)磷化、钝化
铁器发生钝化是在阳极电化学腐蚀过程中生成一层完整、连续的不溶性氧化物钝化膜而使得阳极电位升高,起到了阳极极化的作用,阻断了电化学反应的进程,这样铁几乎处于完全稳定的钝化状态,腐蚀速率趋近于零,钝化膜溶解和修复达到平衡。铁器钝化后再用碱金属的磷酸盐和磷酸混合溶液对铁器进行碱磷化处理,用硝酸钠作为催化剂,磷酸控制酸度。磷化处理过程中:随着铁锈溶解反应,会产生可溶性的二价铁离子,铁器表面的酸度降低,当达到难溶磷酸盐的溶度积后,则自然发生磷化成膜反应,最后生成不溶性的稳定的三价磷酸铁。一般钝化、磷化的常用试剂有亚硝酸二环乙胺、碳酸环乙胺、亚硝酸二异丙胺及氨水等气相缓蚀剂。③丁艳梅、许淳淳将有机胺A与乌洛托品以1:1制成一种新型的气相缓蚀剂,缓蚀效率达到96.5%,并用这种缓蚀剂对真实铁质文物进行缓蚀保护,获得了较好的效果。广西博物馆对汉代铁骑进行修复时,使用了苯并三氮唑作为缓蚀剂。④杨植震等以低碳钢模拟铁器文物,在3.5%的NaCl 溶液中用苯并三氮唑等缓蚀剂进行缓蚀效果比较,发现苯并三氮唑有较好的缓蚀效果。⑤
(四)表面封护
表面封护是铁质文物保护的最后一步,即将涂有缓蚀剂的铁质文物与大气隔离,使缓蚀剂发挥长久作用。表面封护也是关键一步,根据国内外封护材料的研究现状来看,可采用氟碳涂层,其具有良好的耐候性、抗腐蚀性,作为文物封护材料在氟碳涂料中添加纳米二氧化硅和采用复合涂层方法可有效长期的保护室外铁质文物,二氧化硅的加入提高了涂层的热稳定性,从而达到了铁器文物的保护要求。
三、结语
总之,造成铁质文物严重腐蚀现象不仅是由于其自身的化学性质决定,也与人为的保护环境有紧密关系。随着岁月的流失、环境的变化,铁质文物的品相越来越差,保存数量越来越少,很多铁器文物都不同程度受到腐蚀,如果再不及时采取科学、有效的保护措施,不久的将来这些珍贵文物最终腐蚀成一堆铁锈渣,失去它们应有的文物价值。
[注释]
①黄允兰、林碧霞、王昌涎、李京华:《古代铁器腐蚀产物的结构特征》,《文物保护与考古科学》,1996年第1期。
②王惠贞、朱虹、宋迪生:《秦汉铁器锈蚀机理探讨及保护方法研究》,《文物保护与考古科学》,2003年第1期。
中图分类号:TQ050 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 13-0000-01
Repair and Maintenance of Petrol Pipes Equipment
Li Dan
(Pipe Shenyang Petrolium and Gas Transportation Company,Shenyang110031,China)
Abstract:First the paper explains the importance of the pipe maintenance of the chemical equipment and then discusses from different point of view,such as hot and cold insultation,anticorrosion,inpection,
and finally puts forward some suggestions on the maintenance of the pipe.
Keywords:Equipment pipe;Hot and cold insultation;Inspection
油气管道输送的介质均为易燃、易爆、易挥发和易与静电聚集的流体,有的还含有毒物质,一旦发生泄漏,泄漏的油气极易起火、爆炸,酿成恶性灾害。因此管道的防护保养在化工设备中自然是重中之重,必须严格对待,排除一切隐患。针对石油炼厂管道维护保养,提出了本人的一点见解。
一、需要保温的管道
对其进行保温处理管道在控制或保持热量的情况下应予保温:为了减少介质由于日晒或外界温度过高而引起蒸发的管线、设备需预保温;对于温度高于65℃而工艺不要求保温的管道,在操作人员可能触及的范周内应予保温。要获得良好的保温效果,除了选择良好的保温材料之外,另一个主要的问题就是面对不同的对象进行保温。由于炼厂的设备管线结构是异型体,如进出口管线的大小头,弯管,阀门,泵体等,所处的状态,位置不同,有高、低温管道和地下管道等,因而实施的保温结构就不能是一个孤立的保温层。针对此种情况,维保措施是:(1)对弯头部位的保温使用保温结构相同的定型保温制品。使用与直管部位一样的保温材料,切成要求的形状后用铁丝固定,并涂上材料。(2)接缝处的保温应采用同一性质的保温材料完全密封,然后进行防护。丁字管的保护层,要特别注意防止水分的浸入。(3)充分利用组成材料的特性,把耐高温的保温材料用到接触高温部位,把不耐高温的保温材料覆在外面组成复合保温材料。
另外,需要监管人员加强监督和维护保养:加强保温材料日常监测工作,做好管线保温记录:严格控制施工质量,对于不符合施工标准的保温结构不放过:对因各种原因导致的保温破损和失效要及时补救:对于常受压的管线采用硬质材料,尤其是低温管线,对于竖直管线和高空管线可采用棉类保温材料,以便减轻管道负荷。对于连续或间断输送具有下列特性的流体的管道,应采用加热保护:(1)在环境温度下黏度很大的介质;(2)凝固点高于环境温度的流体管道;(3)含有H2S、HCI、CL2等气体,能出现冷凝或形成水合物的管道:(4)凝固点高于环境温度的介质;(5)水管道的死端、备用段和间断操作的管道。
二、对于需要保冷的管道
对其进行保冷处理保冷应用于操作温度低于10℃的管道上。具有下列情况之一的管道必须保冷。(1)需减少冷介质在生产和运输过程中的温升和汽化。(2)需防止在环境温度下,管道外表面凝露。(3)需减少冷介质在生产和运输过程中的冷量损失。对于不同状态,不同位置的保冷管道,也要按照需要给予适当的处理措施此文不再一一赘诉。
三、管道出现故障的原因分析
当出现故障时,会造成人员伤亡、财产损失、环境污染等严重后果,尤其在石油行业里,管道防腐在管道维修中显得更是尤为重要。腐蚀破坏引起突发的恶性事故,往往造成巨大的经济损失和严重的社会后果。因此必须对管道的防腐问题作为核心措施来执行。首先要重视钢管表面处理,也就是涂料与钢管之间的界面处理,这是减缓管道腐蚀有效控制的关键。(1)利用溶剂、乳剂清洗管材表面,去除表面有机物。(2)使用钢丝刷等工具对管材表面进行打磨,去掉翘起的氧化皮、铁锈、焊渣等。(3)对管道进行化学酸洗,去除氧化皮、铁锈、旧涂层。(4)通过喷砂机进行喷丸或抛丸处理,清除铁锈、氧化物和污物,一般喷丸除锈用于管子内表面除锈,抛丸除锈用于管子外表面。其次对金属管道定期检查,维护,发现腐蚀严重的管路及时进行更换,对超过年限的管路,及时更换,以免造成重大的损失。除了必要的管道及时改造更新外,更要利用先进的防腐技术,杜绝跑、冒、滴漏等现象,这样才能保证设备正常运行,企业正常生产。
现代一些先进的防腐技术,如阴极保护分为外加电流阴极保护利用外部直流电源取得阴极极化电流防止金属遭受腐蚀的方法)及牺牲阳极保护(采用比保护金属点位更负的金属材料与被保护金属相连,防止金属腐蚀得方法):另外向腐蚀介质中添加缓蚀剂延缓管道的腐蚀速度:或者采取控制电偶腐蚀的措施(管道系统尽量采用单一材料:注意防止大阴极小阳极的情况发生:接触的金属之间要电气绝缘或选择绝缘性粘合剂进行粘合)。以上的管道防腐技术各有利弊,要将它们融合在一起,共同使用,发辉各自的优势,弥补不足,更好的发挥管道防腐的效果。再有,由于化工介质的高危害性、生产的连续性对管道的可靠性提出了更高要求。要保证管道运行可靠,无泄漏问题发生,还必须建立健全设备巡回检查制度。
另外,为了充分发挥设备管道的生产效能,延长使用寿命,设备的检修更是必须的。由于化工生产具有高温、高压、腐蚀性强等特点,管道常常发生腐蚀和磨损,这样就成为着火或爆炸事故的导火索,因而对化工设备的管道及时检修非常重要。具有下列工况之一的管道工程必须进行检修:管道的保温外表面散热损失超过规定值:管道及其附件的保温外表面局部温度超过设计温度30度:保护层破损或者出现漏水,漏油现象:金属保护层的表面防腐涂层或者玻璃布保护层上的漆膜明显脱落:管道保冷,其保冷层表面出现结霜或结露现象:绝热系统中的支架或者吊架等部件或严重错位。
总之,为了充分发挥设备管道的生产效能,延长使用寿命,必须要进行科学的维护和保养,使之为企业创造更大的利益,使企业健康发展。
以下4个因素会导致在装配过程中造成污染:
1)装配一些液体密封胶,粘合剂和塑料封箱胶带,可以很容易地被挤压到系统中,不仅污染系统,它会导致毛孔堵塞液压元件组装;2)在装配管道、接头、螺栓及其他螺纹零件时,毛刺及固定装置因相互摩擦关闭,挤进污染形成系统;3)装配操作人员不大会注意个人卫生,装配工具不干净,在工作场的空气中粉尘浓度过大,使装配过程中造成系统的污染;4)装配操作人员因疏忽或方法不得当,导致密封件被切断或磨损,金属部件之间产生相互摩擦碰撞,导致生成物远远超过了正常值,造成的污染。
我们从上述四个导致污染的因素中,即使装配前对元件、接头、管路进行了必要的清洗,在装配过程中如果不注意装配的工艺要求,同样会造成污染。清除装配过程中的污染要依靠液压系统清洗这一工序来完成,通过这一工序就可以避免产品在调试和早期运行的故障,并大大缩短产品在工长内的调试周期,以减少不必要的损失。避免在性能调优过程中出现失真,另一方面在产品出厂后,可以减少故障隐,保证产品的正常运转。
在生产实践中,对液压系统进行清洗以达到必要的清洁度的问题,开始受到普遍的关注,并有了较深刻的认识。液压系统清洗技术也得到重视和推广使用,利用液压系统清洗设备对总装后的产品进行清洗是解决问题的有效办法,同时可通过技术引进、自行开发等手段进行完善。严格液压系统清洗程序,保证装配前的清洗和装配后液压系统清洗的质量,是实现系统工作调试的前提。
2数控机床液压系统的清洗方法
2.1常用清洗方法
在日常的生产过程中,经常采用的清洗方法有机动擦洗、喷洗、超声波清洗和浸渍清洗等。也可以综合使用这些方法,采用多步骤清洗的方法,在两个或三个相邻的清洗槽(机)内,对油污进行清理),由于各个清洗槽(机)清理油污的程度不同,所以使用的清洗液配方和加热温度也各有不同。
2.1.1机动擦洗
使用软刷清除污垢,以保持组件的精度,低粗糙度。如梳油过滤器,总是用坚硬的钢丝刷,有时损坏过滤器或更换过滤器的精度。另一个例子是高精度,低粗糙度液压阀体,用尼龙研磨球毛刺刷,对研磨阀孔底的通道与沉切槽交界处进行刷洗。尼龙毛刺刷直径0.3ram~0.6ram黑色尼龙纱和规格为M20的绿色碳化硅磨料粘结而成。
2.1.2喷洗
用2%~5%(特殊情况下用10%)的水剂清洗液,在适当温度下加压至0.5MPa~1MPa,经喷嘴喷至零件表面。这种方法适用中批量零件的清洗,清洗效果较好。这种方法主要适合在大型和中型工厂车间中连续作业。在日常的生产中,还可以用气流来代替水剂清洗液,在气流方法中,最好的就是采用脉动气流。
2.1.3超声波清洗
在国内,这是一种被普遍采用流行的方法。超声波频率和能量比远远大于声波。在传播中到液体内时,在重力作用下,液体分子可以得到几十倍到几百倍的加速度,液体压缩和扩张就会使得液体内产生空隙,随着空隙的加大,一部分被压缩的液体将会产生许多小气泡腔,在发生变化的瞬间,可以产生数千数量级的高压,随着腔中的液体不断产生和消失,使压力可以附加到对象上,使得油脂和灰尘得以清除。
2.1.4浸泡清洗
清洗浸泡是通过加热设备把清洗水箱中的清洗液进行加热,需要将清洗液加热至70℃~80℃,浸洗5min~15min,为了提高手工清洗和浸泡的效果,可在清洗液中添加一定量的添加剂,这样就可以使的清洗液的除锈能力大大提高。
2.1.5加热挥发
在某些特定时候,液压系统的污染物可以采用加热挥发的方法进行去除,将有机溶剂通过在高温高压作用下,清除油污层。这种方法具有高效快速的特点,能够有效地提高生产效率,但是这种方法不能去除液压元件内部残余碳,灰分和固体附着物。
2.2液压元件的清洗
在整个液压系统中,数控机床液压元件是的一个重要部分,液压元件的是清洁度,会对组装后的系统运行的可靠性产生直接的影响。因此,液压系统在组装前必须检查各个部件是否符合要求。
机械零件在制造过程中,会带来各种污染。装配前必须采取措施清理,清除残留污染物。清理的过程根据结构、大小和被清洗表面上的污染物种类、性质和洁净度的要求,采用合适的清洗方法。去除工件的表面的氧化皮、毛刺和锈,可用压注机或酸洗工艺及其去除;如果想清洁工件的油、硬脂酸、石蜡、凡士林和机械杂质,可用清洁剂清洗。金属清洗剂可用于去除铁锈和氧化去除,提高防锈能力。金属清洗剂的种类很多,应根据清洁的表面附着的溶解能力,对工件是否产生侵蚀和污染物的影响等有害气体的选择。为提高金属清洗剂的去污效果,提高防锈能力,还可以增加适当的助洗添加剂。对于工件的毛刺,也可以使用振动去毛刺机,砂带磨料尼龙刷刺清洗。对于几何形状复杂的零件,可用于超声波清洗。清洗后,应进行全面检查,确保组装时所有的污垢已经清洗完毕。
在所有部件都已经确认清洗完毕以后,应该把清洗后的零件放入封闭性好,干净没有污染的环境中,场所内保持20℃的温度,同时应保证场所内的气压大于外部的气压,这样可以有效防止外部尘埃的进入,应放在已关闭和清理地面,便于清洗和保持清洁的空气场地应进行过滤,对于进入场地中的空气,应该事先过滤去除粉尘等污染物。在必要的时候,可用薄的塑料包裹,以便处理和短期储存,这样可以避免零件生锈。
为“学”设计教学,意为教师进行课堂教学设计时,能够从学生的立场出发,根据具体的学情来定位,以学习为中心展开教学过程,从而让学习增值。新旧课堂的分水岭,就是看课堂能否发生在“学”上,将教师的“讲”让位于学生的“学”,让被动的“学”转变为主动的“学”,把课堂教学真正转化为学习生产力。下面以化学教学为例,探索如何以学习为中心来设计课堂教学。
一、关注学情,找到教学起点
有效学习一定是有针对性的、个性化的。学生独立学习和师生帮助发展的正确组合,这是课堂转型的关键。因此在设计教学时,必须要诊断学情、贴近学情、以学情为视角建构学习结构,以最接近学生的起点带领他们走向最远的终点。学生的学习起点,一是指学生的现实起点,二是指学科课程标准规定的逻辑起点。在设计教学时,教师要通过自己的专业直觉与专业技术,准确分析和判断学生的学习需要,让“学”与“教”有机融合起来。
【案例一】《生活中常见的盐》教学片段
观看录像:海水晒盐的过程(简短)
回顾:展示《溶液》单元利用海水提取粗盐的流程:
问题:粗盐中可能含有哪些杂质?
实验活动:粗盐中难溶性杂质的去除。
反思与交流:(1)粗盐初步提纯的实验过程中,玻璃棒使用了几次?分别起何作用?
(2)蒸发时,什么时候停止加热?为什么?
(3)某同学计算出的精盐产率比同期实验的其他同学低得多,请你帮他分析产生的原因可能是什么?
……
在课堂教学中,教师对“教学起点”的有效把握应该体现为“教材内容”与“学生经验”的高度契合。教学设计若不能从学生的实际状态出发,学生就很难在原有基础上发展,若只关注学生已经达到的现实水平,忽略学生的潜在需求,也很难促进学生可能的发展。《生活中常见的盐》的教学内容是丰富的,教学设计时应做好分拣工作,分拣的原则应该从学生立场出发。这些教学内容中,哪些是学生知道的,这部分内容就可以简单提示,如“过滤”操作学生在《水的净化》中已经学习过。哪些是学生自己能知道的,这部分内容就该引导学生自己学,如粗盐初步提纯后的实验反思。哪些是需要教师教的,这部分内容就可以放手教,如“蒸发”操作是学生第一次接触,采用了先讲解操作要点再指导学生动手体验的处理方式。哪些是与学过的知识有联系的?这部分内容可以连一连,如“利用海水提取粗盐”的流程。哪些内容在教材中资源不足,而学生学习有需求的,这部分内容可以扩一扩,如“海水晒盐”过程的录像播放;哪些是今后可以学但目前还不适合教的,这部分内容可以先放一放,如“通过粗盐的初步提纯我们可以除去其中的难溶性杂质,那么如何来除去其中的可溶性杂质呢?”这个问题可以根据学情灵活处理,适时、适度教学。通过这样的分析、判断与设计,教学更具针对性和现实性。
二、充分活动,有效生成对话
以“教师的教”引发“学生的学”,这种对接需要智慧的引领。学生不喜欢的让他喜欢,没感觉的让他有感觉,学生不会学的让他会学。最重要的,是让学生有充分的实践活动空间,在实践活动中有效生成对话,在对话中建构知识。活动设计宜简不宜繁,要以最主要的问题拉动最丰富的活动空间。它具有三个显著特点:一是在内容方面具有吸引学生感悟、探究的牵引力;二是教学过程中具有形成一个教学板块的支撑力;三是在课堂活动方面具有让学生共同参与、深度对话的凝聚力。这样的教学就会保持一定的张力,让学生思维的触角深入知识的内核。
【案例二】《常见的酸和碱》教学片段
情境导入:如何清除铁制品表面的锈?
学生实验:取两个生锈的铁钉放入两支试管中,然后加入稀盐酸或稀硫酸,观察现象。
注释:学生观察到铁锈逐渐消失,同时溶液渐变为黄色,一些学生还观察到铁钉表面有气泡生成等现象,师生共同探讨、分析、书写有关化学方程式。
教师:从自己实验、观察及刚才的讨论中得到什么启发?
学生1:酸也能和铁发生反应,所以清除铁锈时不能把铁制品长时间浸在酸中。
学生2:反应产物硫酸铁与硫酸亚铁颜色不同。
……
教师:酸可以和某些金属氧化物反应,请同学们利用实验桌上的仪器和药品,自己设计一个实验来证明。
学生实验:将黑色氧化铜粉末同稀硫酸或稀盐酸反应,微热;将粗铜丝的一端在酒精灯上灼烧,趁热插入装有稀硫酸的试管里……
学生练习:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
教师演示:将一根未经砂纸打磨的铝丝放入稀盐酸中。
学生提出问题:为什么“先无明显现象,后来逐渐在表面出现气泡”呢?
……
在案例二中,教学设计始终围绕着“酸能与某些金属氧化物反应”这一核心知识,通过一组有序性、渐进性、整体性“实验问题链”的设计,充分地展开活动过程,有效地生成了教学对话,学生始终处于兴奋、活跃的主动参与状态之中。这样的学习由易到难、由浅入深、由薄到厚,层层递进,把学生的思维一步一个台阶地引向新的高度,使学生对核心知识的理解更加深刻,运用更加灵活,把新知识纳入已有的概念系统,同时,为后面更高层次的学习打下坚实基础。由此可见,以学习为中心来设计教学,教师的行为并不在“讲知识”,而是引起、维持和促进学生的学习活动,在活动中直接接触知识,与知识对话,通过对话生成教学的价值。
三、积极评价,打通学习关节
积极评价是有效学习的催化剂。在教学设计中,应该将“对学习的评价”转向“为学习的评价”。这种评价的目的不仅在于评价学习,更在于促进学习,在于发现学生在达成目标过程中的问题和差距,从而调整教学或向学生提供反馈信息,帮助学生打通学习关节,促使学生自我纠正或自我完善。在复杂多变的课堂生活中,学生既是吸收者,同时还是释放者,教师要加强评价的诊断、预测、激励、促发展功能,对学生的“学习需要”“学习状态”“学习结果”的关注贯穿于课堂教学的全过程。
【案例三】《实验室制取二氧化碳》教学片段
各小组根据自己的实验方案,组装装置,制取并收集一瓶二氧化碳。教师巡回观察,发现一小组实验中长颈漏斗的下端没有浸入酸液中,教师未做指导与评价。实验结束,师生讨论、交流、反思。
学生:我们小组组装好仪器后,一开始很长时间也没收集到二氧化碳,大家很着急。
教师:找到原因了么?
学生:我们找了,重新试了好几次,也争论了好几次,后来终于发现原来只要把长颈漏斗的下端浸入到酸液里面,气体很快就收集满了!
教师:失败乃成功之母。你们爱动脑筋,小组成员之间也合作得很好!能说明其中的道理么?
该小组同学面露难色,其他小组同学积极发言,在大家的共同探讨下,该小组同学恍然大悟。
教师:可见,不管是成功还是失败,我们都能从中受到一些启发。
A.测定白磷燃 C.加热液体 C.量取液体 D.滴加液体
烧前后的质量
2.物质的性质决定其用途,下列因果关系不成立的是().
A.洗洁精具有乳化功能,用于去除油污
B.稀硫酸能与金属反应,用于去除铁锈
C.钨的熔点高且能导电,用于制作白炽灯丝
D.镁粉燃烧发出耀眼白光,用于制作照明弹
3.下列有关生产、环保、能源、资源的问题,叙述错误的是().
A.pH
B.“温室效应”主要是由C02等气体引起的
C.使用乙醇汽油能减少污染,节约石油资源
D.长期使用硫酸铵会使土壤呈酸性,应将硫酸铵与熟石灰混合使用
4.下列叙述不符合化学史实的是().
A.中国是最早使用“湿法冶金”的国家
B.我国化学家侯德榜发明了联合制碱法
C.法国化学家拉瓦锡经实验得出空气是由氧气和氮气组成的
D.瑞典化学家舍勒首先发现了电子
5.下列各组物质中,按单质、化合物、混合物顺序排列的是().
A.天然气、碱式碳酸铜、液态空气
B.稀有气体、浓硫酸、胆矾
C.水银、熟石灰、水煤气
D.金刚石、铁矿石、大理石
6.建立宏观和微观之间的联系是化学学科特有的思维方式.下列对宏观事实的微观解释错误的足().
A.缉毒犬能根据气味发现,是因为分子在不断地运动
B.水蒸发为水蒸气,所占体积变大,是因为分子之间的间隔变大了
C.10 mL酒精和10 mL水混合后体积小于20 mL,是因为分子变小了
D.不同的碱化学性质有所不同,是因为解离生成的金属阳离子不同
7.“纸火锅”是用纸张代替金属材料做容器盛放汤料,当酒精燃烧时纸张不会燃烧,对此现象,下列解释合理的是().
A.纸张不是可燃物,不能燃烧
B.纸张被水浸湿,导致着火点降低
C.纸张没有与空气接触,不会燃烧
D.水蒸发时吸热,温度达不到纸张的着火点
8.a、b、c三种固体物质的溶解度曲线如图l所示,下列说法正确的是().
A.t1℃时,a、b、c三种物质的溶解度由大到小的顺序是b>a>c
B.t2℃时,30g a物质加入到50 g水中不断搅拌,所得溶液溶质质量分数为37.5%
C.将t1℃时c的饱和溶液升温到t2℃,变为不饱和溶液
D.t2℃时,将相同质量的a、b、c三种物质的饱和溶液降温到tl℃,析出晶体最多的是a
9.下列化学方程式符合题意且书写正确的是().
A.正常雨水的pH约为5.6的原因:C02+H20=H2C03
B.医疗上用氢氧化镁中和过多胃酸:NaOH+HCl=NaCl+H20
C.工业上用高温煅烧石灰石的方法制生石灰:CaC03高清CaO+CO2
D.证明铁是金属活动性顺序表中氢之前的金属:2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2
10.类推是化学学习中常用的方法,以下类推结果正确的是().
A.单质中只含有一种元素,所以含有一种元素的物质一定是单质
B.中和反应生成盐和水,所以生成盐和水的反应一定是中和反应
C.某些金属与稀硫酸反应放出气体,所以与稀硫酸反应放出气体的物质都是金属
D.碱溶液的pH都大于7,所以石灰水的pH -定大于7
11.甲烷在一定量的氧气中燃烧,测得反应前后各物质的质量如表1所示,
下列判断不正确的是().
A.X不是该反应的催化剂
B.反应后X的质量为2.8 g
C.X中两种元素的质量比为1:2
D.反应中甲烷与氧气的化学计量数之比为4:7
12.为了发展低碳经济,最近有科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液中生成KHC03,然后利用KHC03受热易分解产生C02的性质,把C02从溶液中提取出来,再经化学反应使之变为可再生燃料甲醇(CH40).“绿色自由”构想的技术流程如图2所示,则下列有关说法中,错误的是().
A.由分解池分解后所得溶液X可通人吸收池再利用,其主要成分是KHC03
B.分解池发生的主要反应为()c02 +H20
C.吸收池发生的主要反应为C02+K2C03+H20=2KHC03
D.合成塔中发生的反应为3H2+C02()CH40+H20
二、填空题(本题包括6个小题,每空1分,共16分)
13.现有四种物质:①碳酸钙;②明矾;③硝酸钾;④葡萄糖.请用相应物质的序号填空
(1)净化水时可作絮凝剂的是______;
(2)用作补钙剂的是______;
(3)图3是镁和氯两种元素的有关信息,则镁原子结构图中X=____,镁和氯组成化合物的化学式为______
.
14.硫酸和盐酸既是实验室常用的试剂,也是重要的化工原料.写出用稀硫酸除去铁锈的化学方程式:______ ;分别打开盛有浓盐酸和浓硫酸试剂瓶的瓶盖,立即就能把它们区分开来,这是因为____;将20 g质量分数为98%的浓硫酸稀释为10%的硫酸,需要水的质量为______ g.
15.Cl02是新一代饮用水的消毒剂,可以用来代替Cl2进行自来水的消毒.制取Cl02的反应过程如图4所示,该反应的化学方程式为 ______.一氯胺(NH2C1)也是一种新型饮用水消毒剂,用NHzCl消毒时,发生反应:NH2Cl+X=NH3+HCl0,其中X的化学式为______
.
16.归纳与总结是学习化学的重要方法,如图5是某同学对有关知识的总结.图中①~③表示化合物能通过一步反应转化为含镁化合物M.则物质M属于______(填“单质”、“氧化物”、“酸”、“碱”或“盐”).请你写出化学反应①和②的化学方程式:① ______ ;②______.
17.在已平衡的天平两边的托盘上各放一质量相等的烧杯,烧杯中分别盛有相等质量、相等质量分数的稀硫酸,向左边烧杯中加入mg铁,向右边烧杯中加入肌g锌,当反应停止后,若天平仍保持平衡,则左边烧杯的反应物中一定没有______ 剩余,一定有______剩余.
18.某实验小组在一定量的石灰水中通入C02,产生沉淀的质量与通入C02质量的关系如图6所示,已知反应:CaC03+H20+C02=Ca(HC03)2,Ca(HC03)2易溶于水.
(1)实验过程中观察到的现象是______
.
(2)为使溶液的质量在整个实验过程中为最大值,理论上至少应通入______g C02.(不考虑C02气体在水中的溶解)
三、简答题(本题包括4个小题,共12分)
19.物质的用途与其性质有关.
(1)请写出乙醇燃烧的化学方程式.
(2)农业上,波尔多液可杀灭病菌,但它不能用铁桶盛放,用化学方程式解释原因.
20.用集气瓶可完成多种实验.请根据图7所示的实验装置,回答有关问题.
(1)实验装置I完成的实验是____,实验装置Ⅱ的集气瓶中装入的试剂是____.
(2)实验装置V的集气瓶中预先加入了少量水,其作用是______.
(3)通过Ⅳ、V两个实验,结合课堂学习,你认为在“集气瓶中进行燃烧的实验”应该注意的问题是什么?(写出1点即可)
21.图8是初中化学常见物质间的转化关系(部分反应条件和生成物已略去).
已知:2Na+2H20=2NaOH+H2,A是黑色同体粉末,C是一种蓝色溶液(波尔多液的成分之一),G是不溶丁稀硝酸的白色沉淀.
(1)写出C中溶质的化学式:____________
(2)A物质中各元素的质量比是____.
(3)写出反应②的化学方程式:____.
22.通过晾晒海水可得粗盐,粗盐除NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2以及泥沙等杂质,为了有效将粗盐提纯,实验的各步操作流程如图9所示.
(1)在蒸发操作中容易造成食盐固体飞溅,为尽量减少飞溅,除连续搅拌外还可采取______等措施.
(2)判断加入的盐酸“适量”的方法是
(3)实验所得精盐的质量大于粗盐中NaCl的质量,原因是__________
四、综合应用题(共10分)
23.钠的化合物在日常生活中有着广泛的应用.
(1)根据生活经验推测,汗水中产生成味的物质可能由______(填“原子”、“分子”或“离子”)构成的.
(2)碳酸氢钠是发酵粉的有效成分,碳酸氢钠与稀盐酸反应的化学方程式为____.
(3)盛放氢氧化钠的试剂瓶若密封不严会使氢氧化钠发生变质.请你写出1种检验氢氧化钠是否变质的方法:______
.
中图分类号:TK223.32 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)27-0339-01
引言
所谓锅炉爆管通常是指受热面管(水冷壁、过热器和省煤器)爆裂泄漏。这些受热面管内部承受着工质的压力和一些化学成分的作用,外部承受着高温、侵蚀和磨损的环境,在水、汽与火、粉、风、灰之间的环境中工作,是能量传递集中的所在,所以很容易发生失效和泄漏问题。而锅炉过热器管是较易出现故障的部位,工业锅炉过热器蒸汽温度一般不大于450℃,所以过热器管一般都布置在锅炉空烟室出口处,属于对流换热式过热器。为保证管壁使用温度,在选材方面低温段用碳钢(20/GB3087,计算壁温≤460℃),高温段用合金钢(12Cr1MoVG/GB5310, 计算壁温≤580℃)。但在实际运行中,由于其它方面原因引起的过热器管爆管,还是极大地影响了锅炉的安全经济运行。
引起锅炉过热器管爆管的原因较多,其中过热、磨损、腐蚀是导致爆管的主要原因。总结近年来过热器爆管情况,对爆管原因进行分析并提出预防。
1.过热爆管原因分析及预防
过热器是锅炉承压受热面中工质温度和金属温度最高的部件,受热面过热后,管材金属温度超过允许使用的极限温度,发生内部组织变化,降低了许用应力,管子在内压力下产生塑性变形,使用寿命明显减少,最后导致超温爆破。因此,超温导致过热,使设备安全系数降低,应严格控制蒸汽温度的上限。过热分短期过热和长期过热。
1.1 短期过热
短期过热是指当管壁温度超过材料的下临界温度时,材料强度明显下降,在内压力作用下,发生胀粗和爆管现象。主要发生在过热器的向火面直接和火焰接触及直接受辐射热的受热面管子上。
1.1.1 产生原因
过热器管内工质的流量分配不均匀,在流量较小的管子内,工质对管壁的冷却能力较差,使管壁温度升高,造成管壁超温; 炉内局部热负荷过高,使附近管壁温度超过设计的允许值; 过热器管子内部严重结垢,造成管壁温度超温; 异物堵塞管子,使过热器管得不到有效的冷却; 错用钢材; 管子内壁的氧化垢剥落而使下弯头处堵塞; 在低负荷运行时,投入减温水不当,喷入过量,造成管内水塞,从而引起局部过热; 炉内烟气温度失常。
1.1.2. 爆口形状
一般情况下爆口较大,呈喇叭状;或典型的薄唇形爆破;爆口塑性变形大,管径有明显胀粗,管壁减薄呈刀刃状; 爆口的微观为韧窝(断口由许多凹坑构成);爆口周围管子材料的硬度显著升高;爆口周围内、外壁氧化皮的厚度,取决于短时超温爆管前长时超温的程度,长时超温程度越严重,氧化皮越厚。
1.1.3. 防止措施
预防短期过热的方法有改进受热面,使介质流量分配合理;稳定运行工况,改善炉内燃烧,防止燃烧中心偏离;进行化学清洗;去除异物、沉积物;防止错用钢材。
1.2 长期过热
长期过热是指管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度,超温幅度不大但时间较长,锅炉管子发生碳化物球化,管壁氧化减薄,持久强度下降,蠕变速度加快,使管径均匀胀粗,最后在管子的最薄弱部位导致脆裂的爆管现象。长时超温爆管根据工作应力水平可分为三种:高温蠕变型、应力氧化裂纹型、氧化减薄型。主要发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面。低温过热器、低温再热器的向火面均可能发生长期超温爆管。
1.2.1. 产生原因
管内汽水流量分配不均;炉内局部热负荷偏高;管子内部结垢;异物堵塞管子;错用材料;最初设计不合理。
1.2.2. 爆口形状
管子破口呈脆性断口特征。爆口粗糙,边缘为不平整的钝边,爆口处管壁厚度减薄不多。管壁发生蠕胀,管径胀粗情况与管子材料有关,碳钢管径胀粗较大。20号钢高压锅炉低温过热器管破裂,最大胀粗值达管径的15%,而12CrMoVG钢高温过热器管破裂只有管径5%左右的胀粗。
1.2.3. 防止措施
对高温蠕变型可通过改进受热面、使介质流量分配合理;改善炉内燃烧、防止燃烧中心偏高;进行化学清洗,去除异物、沉积物等方法预防。对应力氧化裂纹型因管子寿命已接近设计寿命,可将损坏的管子予以更换。对氧化减薄型应完善过热器的保护措施。
2.磨损爆管原因分析及预防
过热器管子的飞灰磨损,是影响锅炉长期安全运行的主要原因。飞灰磨损的机理是携带有灰粒和未完全燃烧燃料颗料的高速烟气冲刷受热面时,逐渐使受热面管壁变薄而爆管。主要发生在过热器烟气入口处的弯头、出列管子和横向节距不均匀的管子上。
2.1 产生原因
飞灰中夹带硬颗粒;烟速过高或管子的局部烟气速度过高;烟气含灰浓度分布不均,局部灰浓度过高。
2.2 爆口特征
断口处管壁减薄,呈刀刃状; 磨损表面平滑,呈灰色;金相组织不变化,管径一般不胀粗。
2.3 防止措施
通过加屏等方法减小烟气走廊,均匀气流;加设炉内除尘装置;选择合理的流速,杜绝局部烟速过高;在易磨损管子表面加装防磨盖板。
3.腐蚀疲劳爆管原因分析及预防
腐蚀疲劳主要是因为水的化学性质所引起的,水中氧含量和pH值是影响腐蚀疲劳的主要因素。管内的介质由于氧的去极化作用,发生电化学反应,在管内的钝化膜破裂处发生点蚀形成腐蚀介质,在腐蚀介质和循环应力(包括启停和振动引起的内应力)的共同作用下造成腐蚀疲劳爆管。主要发生在水侧,然后扩展到外表面。过热器的管弯头内壁产生点状或坑状腐蚀,主要在停炉时产生腐蚀疲劳。
3.1 产生原因
弯头的应力集中,促使点蚀产生;弯头处受到热冲击,使弯头内壁中性区产生疲劳裂纹;下弯头在停炉时积水;管内介质中含有少量碱或游离的二氧化碳;装置启动及化学清洗次数过多。
3.2 爆口特征
在过热器的管内壁产生点状或坑状腐蚀,典型的腐蚀形状为贝壳状;运行时腐蚀疲劳的产物为黑色磁性氧化铁,与金属结合牢固;停炉时,腐蚀疲劳的产物为砖红色氧化铁; 点状和坑状腐蚀区的金属组织不发生变化; 腐蚀坑沿管轴方向发展,裂纹是横断面开裂,相对宽而钝,裂缝处有氧化皮。
3.3 防止措施
防止氧腐蚀应注意停炉保护;新炉起用时,应进行化学清洗,去除铁锈和脏物,在内壁形成一层均匀的保护膜;运行中使水质符合标准,适当减小PH值或增加锅炉中氯化物和硫酸盐的含量。
4.其它爆管原因
除上述三点主要爆管原因外,过热器爆管还有其它几种原因,如应力腐蚀裂纹、热疲劳、异种金属焊接、质量控制失误等。
5.结束语
造成锅炉过热器爆管的原因很多,只有对过热器爆管的直接原因进行综合分析,才能从根本上解决锅炉爆管问题,有效地防止锅炉过热器爆管事故的发生。防止过热器爆管是一项综合工程,应从运行、检修、技术改进等多方面加强监督、管理和检查。发现了问题并及时进行处理,减少锅炉启停,保证锅炉的安全稳定运行。
关键词:语言艺术提高兴趣联系实际掌握技能
如何搞好课堂教学是老师们永远也探讨不完的话题,近年来随着教学理念和教学思想的不断更新,化学教学同样要做到与时俱进,才得以使培养出来的学生能够拥有严谨的科学素养和较强的协作能力。要想达到这样的教学结果,这就要求教育工作者在新的教学理念的指导思想下,提高工作效率,把学生从题海中解救出来,向四十五分钟要成绩。具体谈五点如下:
一、运用良好的语言艺术,创设良好的教学氛围
在整个化学教学艺术体系中,语言艺术是灵魂,只有在良好的语言艺术的基础上,其他的教学艺术才能得以实施。它渗透在各项教学活动艺术中,发挥着极其重要的作用,是显示教学艺术水平是否成熟的重要标志,也是形成教师的教学风格与众不同的表现特色。作为一名化学教师,要创造条件体现和发挥自己的语言艺术,使其达到登峰造极的境界,才能展露自己的教学艺术水平,获得丰硕成果。正如有人说:“教师能讲得有趣,学生才学得有味,要使学生有‘唯恐聆听之不周,不知铃声之既响’之感。”那才是教师语言艺术的成功。教学语言是教学信息的载体,是教师完成教学任务、师生之间进行思想交流和传递知识的主要工具。教学语言在运用时,一定要注意科学性第一,艺术性第二的原则。科学性第一就是首先教学语言要正确、生动地表述科学内容,简明扼要。真实清楚地描述事物的本来面貌,在此基础上归纳总结出完整的科学概念;其次,就是要符合思维的逻辑要求。艺术性就是要教学语言的技巧。生动有趣的语言有利于创造一种良好的学习情境和氛围。学生紧张而不拘束,严肃而不失活泼。教师语言要形象、生动、风幽默,语气要抑扬顿挫。避免长时间兴奋或抑制,使学生感到疲劳,要让学生在课堂上有张有弛,保持最佳学习心态。
事实证明,有的教师确有真才实学,由于缺乏语言艺术而不受学生欢迎,教学质量不高;有的教师虽然底子不厚,但言语表达能力强却博得学生的好评,教学成绩优良。语言的表达首先要准确,字斟句酌,严格遵守语言的科学性。化学是一门科学,科学语言要求用词严谨,因而教学语言应该准确,符合科学性。例如,电解质定义是“凡是在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物叫做电解质”,其中“或”字若误说成“和”,则概念全非。实验操作方面,滴入、通入、倒入、加入等术语,一字之差其含意截然不同。
语言的叙述还要注意精练,造句简约,没有废话,句句中肯,一语中的,充分发挥语言的提炼功能。这样才能使学生集中注意,领会要点,易于接受,便于记忆,从而获得清晰正确的概念。例如,氧化物的概念,通常是说:“两种元素组成的化合物里,其中一种是氧元素,这种化合物叫做氧化物。”如果改成“氧与另一元素组成的化合物叫氧化物”这种言语就比较精练。因此,我们应该在课堂教学中对每一句话仔细推敲,力求准确精练,才能保证教学语言的科学性。同时,在培养学生表达能力方面也是一种示范,在形成严谨治学精神方面将起着潜移默化作用。
二、创设情景,激发兴趣
“兴趣是最好的老师。”这句话一点没错。只要学生能自觉、主动地去求知、去思考、去探索,就不怕学不到知识,学不好知识。化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验是化学教学不可分割的一个重要的组成部分,实验能激发学生的学习兴趣,增强学生对知识的感性认识,更是验证和探索物质性质和变化规的重要途径。能培养学生观察、分析和解决问题的能力,能培养学生综合知识的应用能力,能加深学生对理论知识的理解。由此可见实验在化学教学中的作用是不容忽视的。学生的好奇心与求知欲较强,对于变幻莫测的化学实验现象,往往有浓厚的兴趣。对于分组实验,学生的兴趣更高,加之化学课就内容而言,有许多与社会生产、生活相关的知识,涉及到资源、能源、环境、航天、航海、高新技术等诸多方面。教师若能精心设计,生活与课堂有机结合,学生能感到学以致用,有学习的兴趣。例如:在学习铁的化学性质的时候,我向学生提出这样 的问题:“谁知道在家里哪些铁制品容易生绣?”“如防止铁生绣?”“如何去除铁锈?”这就解决了“铁生绣的原理”“铁生绣的条件”“防止铁生绣的办法”“出去铁锈的化学原理等一系列与实际生活密切相关的问题。
又如在进行化学肥料教学时可提出这样的问题:“草木灰为什么不能与碳酸氢铵混合使用?”“如果混合了有哪些影响 ?”“这两样肥料怎样使用最佳?”这使学生真正体会到化学知识有很大的使用价值,变“要我学”为“我要学”“争着学”“抢着学”,激发了学生强烈的求知欲望。在学生自主探究的过程中,
为了避免学生盲目动手,教师还要注意因势利导,把单纯的动手兴趣转化为学习知识的乐趣,使之转化为学习的动力。在这同时,应当给学生培养规范的实验作风,及时纠正不正确的操作方法。并且指导他们观察与分析试验现象以及规范的书写实验报告。
三、讲练结合,精讲多练
在当前的课堂教学中,普遍存在这样的现象:老师一讲一堂课,一写几黑板,试卷频频发,一发好几张,“满堂灌,题海战” ,既忽略了教与学的双边关系,又忽略了课堂教学以学生为主体的教学原则的实施,学生变成了听课和做题的机器,在学习上处于极大的被动中,课堂教学效果低下。如何才能摆脱当前课堂教学中普遍存在的“满堂灌,题海战”、“高投入,低产出”的现状,让我们的课堂真正成为高效课堂呢?课堂上习题的选择就显得非常重要。课堂上习题选择要有典型性,既要精当,又要有丰富内涵。教师除了注重习题结果之外,还要注重组题方式和对知识点的考查,力求让学生能够通过训练让学生掌握规律,达到举一反三的目的。如我在讲授完燃烧一节后,结合实际给学生们出了两道题。
1、以下四种灭火方法不恰当的是( )。
A图书档案起火,用二氧化碳灭火器扑灭
B不小心打翻了酒精灯起火,我们应该立即用湿抹布扑灭
C石油油井着火,我们可以用大量水浇灭
D炒菜时油锅中的油着火,我们可以用锅盖盖灭
2、在某地的一次大型火灾中,消防官兵扑灭了本次特大森林火灾。开辟防火带(用于防火的通道)是灭火的重要措施之一,那么在树林中间开辟防火带的主要目的是( )。
A将可燃物与火源隔离
B便于消防人员快速通行
C降低可燃物的着火点
D减少可燃物与空气的接触面积
学生们运用本堂课所学的燃烧知识,认真研究讨论,最终分析出了正确结果。我借此契机又发给了他们一份试卷,再强化一下本节课所学,结果收到了很好的教学效果,提高了本节课的课堂效率。
四、强调学习目的性教育
综上三点,还需补充一点:教学实践表明,学生对某些学科缺乏学习积极性,往往是由于对学习这门学科的重要意义缺乏深刻认识造成的。学生学习化学的目的性不强,学习没有压力,也没有动力。针对此,本人在教学中,通过典型实例,根据教材自身的特点加强引导,通过教学让学生了解化学科学是现代科学的重要组成部分;是协调人与自然关系的纽带;是可持续发展战略的依据,是二十一世纪的希望。帮助学生明确学习化学的目的是为了更好地利用自然、改造自然,最终提高人类自身的生存质量,而不仅是背了多少书,考试得了几分;让学生了解化学的现状和将来发展的广阔前景,使他们明确无论从社会的需要和将来个人发展的需要都应该学好化学。
综上所述,提高化学课堂效率是一个系统工程,一定要全方位考虑影响课堂教学的因素。只要我们在教学实践中不懈地尝试、探索、改革、总结,取优秀者之精华,弃落后者之糟粕,相信一定能使化学课堂教学效率得到提高。