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求知贵探索

《求知贵探索》发表于1997年第1期《数理天地(高中版)》,knowing in exploration,The quest for knowledge

💁🏻‍♂️《数理天地》高中版 1997年第1期 《求知贵探索》 福建省华安一中高三(1)班 童建平

以下为文字版,扫描版请详见文末图片:

          入高一年以来,我一直疑惑于这样一个生活现象:
          每逢夏秋季节的炎日中午,当有人用湿手碰及我家某个水龙头的顶部中间金属块时,总会如遭电击,不由得迅速缩回手去。
          这种现象该如何解释呢?我曾求教于别人,但没有得到满意的答复。
          8月19日,阅读了才收到的96年第4期《数理天地》,上面有一位低我一届的同学的文章————《盆底的沙丘是怎样形成的》,深为他的探索精神感动,在这位同学精神的鼓舞之下,遂萌发自己去解决生活疑问的想法。当晚入睡前,我躺在床上思考这个疑问。不久,想到去年冬天家里那个水龙头坏了,换了个新的。接着又想:该现象是有如触电,就是说有电流,那么电流怎么产生的呢?现在又为什么对这现象难觅芳踪呢?这么说来,换下的坏水龙头可能是解疑的关键了。这时,我遽然想到换下水龙头时,看见其接口处有红黄色的“锈水”。一个“锈”字使我茅塞顿开,使我马上想到前几天刚学习的“金属(铁)的腐蚀”,使我恍然大悟:这个现象不正是“原电池”的一个活生生的例子吗?
          然而,这现象与化学教材里所讲的不尽相同。教材里讲述的的是暴露在空气中的铁的腐蚀(主要是吸氧腐蚀),而该现象针对的则是自来水管中主要成分铁(表面有防护层〉的腐蚀。该现象中,水龙头接口处的防护层受损,使铁与自来水接触,而自来水公司水库里,溶有CO2的水经加压(可使CO2溶解得更多些)后流往千管。从我家附近到我家之间长长的自来水管暴露于烈日之下,使水温升高,促进H2O和H2CO3电离出H+,使H+增多。这样,在保护层受损的铁的表面形成了一层电解质溶液的薄膜,与铁(负极)及其里面少量的碳(正极)构成了原电池。发生原电池反应后,强度不一,手是并不算小的电流就能通过水龙头的金属块为湿手的人体所感知。
          该现象中,02较难溶于水,所以吸氧腐蚀少有发生。自来水中虽然存在一些金属离子,但引起的铁的化学腐蚀也微不足道。一言以蔽之,该现象主要属铁的析氢腐蚀。
          我以上的分析不知是否正确,现写出来,请老师、同学们指正。我认为《数理天地》确实是份好刊物,她鼓励我们思考、探素生活中的科学现象,活用我们学到的知识,发展我们的思维。

扫描版请详见如下:

求知贵探索knowing in exploration