三維設(shè)計化學選修4 金屬的電化學腐蝕與防護

1、第第四四章章第第四四節(jié)節(jié)金金屬屬的的電電化化學學腐腐蝕蝕與與防防護護理解理解教教材新知材新知把握把握命命題熱點題熱點應用應用落落實體驗實體驗知識點一知識點一知識點二知識點二命題點一命題點一命題點二命題點二課堂雙基落實課堂雙基落實課下綜合檢測課下綜合檢測實驗實驗多多維探究維探究命題點三命題點三方法方法犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法外加電流的陰極保護法外加電流的陰極保護法定義定義利用原電池原理，讓被利用原電池原理，讓被保護的金屬作正極，另保護的金屬作正極，另一種較活潑的金屬作負一種較活潑的金屬作負極極讓被保護的金屬作陰極，讓被保護的金屬作陰極，用惰性電極作輔助陽極，用惰性電極作輔助陽極，

2、兩種電極存在于電解質(zhì)溶兩種電極存在于電解質(zhì)溶液中，接外加直流電源液中，接外加直流電源原理原理原電池原理原電池原理電解原理電解原理被保護金被保護金屬屬作正極作正極作陰極作陰極構(gòu)成構(gòu)成被保護金屬、比被保護被保護金屬、比被保護金屬活潑的金屬金屬活潑的金屬被保護金屬、惰性電極及被保護金屬、惰性電極及直流電源直流電源優(yōu)、缺點優(yōu)、缺點無需外加電源，但需要無需外加電源，但需要定期更換被腐蝕的金屬定期更換被腐蝕的金屬無需更換金屬，但消耗電無需更換金屬，但消耗電能能應用應用一些鋼鐵設(shè)備如鍋爐內(nèi)一些鋼鐵設(shè)備如鍋爐內(nèi)壁、船體外殼等裝上鎂壁、船體外殼等裝上鎂合金或鋅塊合金或鋅塊土壤、海水及水中的金屬土壤、海水及水中的

3、金屬設(shè)備設(shè)備示意圖示意圖聯(lián)系聯(lián)系被保護的金屬都因為電子的流入而免遭腐蝕被保護的金屬都因為電子的流入而免遭腐蝕人教版教材實驗設(shè)計人教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計實實驗驗原原理理鋼鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕鋼鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕負極：負極：2Fe4e=2Fe2正極：正極：O22H2O4e=4OH總反應：總反應：2FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3脫水生成脫水生成Fe2O3xH2O1.鋼鐵在潮濕空氣中發(fā)生鋼鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕其原理同人教版吸氧腐蝕其原理同人教版2.鋼鐵在酸性較強的水膜鋼鐵在酸性較強的水膜中

4、發(fā)生析氫腐蝕中發(fā)生析氫腐蝕負極：負極：Fe2e=Fe2正極：正極：2H2e=H2總反應：總反應：Fe2H=Fe2H2人教版教材實驗設(shè)計人教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計實驗實驗裝置裝置換的吸氧腐蝕實驗換的吸氧腐蝕實驗鐵的腐蝕實驗鐵的腐蝕實驗人教版教材實驗設(shè)計人教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計實驗實驗操作操作將鐵釘經(jīng)過酸洗除將鐵釘經(jīng)過酸洗除銹銹用飽和食鹽水浸泡用飽和食鹽水浸泡鐵釘，取出后放入裝鐵釘，取出后放入裝置中的具支試管中置中的具支試管中觀察導管中水柱的觀察導管中水柱的變化變化向還原鐵粉中加入少量的炭粉，向還原鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻。撒入內(nèi)壁分

5、別用混合均勻。撒入內(nèi)壁分別用NaCl溶液和稀醋酸潤濕過的兩支具支試溶液和稀醋酸潤濕過的兩支具支試管管(分別標記為分別標記為a，b)中。中。按上述裝置圖組裝好儀器。按上述裝置圖組裝好儀器。幾分鐘后，打開止水夾，觀察比幾分鐘后，打開止水夾，觀察比較導管中水柱較導管中水柱(在水中滴加幾滴紅在水中滴加幾滴紅墨水墨水)的變化和試管中的現(xiàn)象。的變化和試管中的現(xiàn)象。人教版教材實驗設(shè)計人教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象試管中的導管內(nèi)液面試管中的導管內(nèi)液面上升上升a裝置試管中導管內(nèi)水面裝置試管中導管內(nèi)水面上升上升b裝置試管中導管口有氣裝置試管中導管口有氣泡產(chǎn)生。泡產(chǎn)生。實驗實

6、驗結(jié)論結(jié)論鋼鐵表面的水膜呈中鋼鐵表面的水膜呈中性時發(fā)生吸氧腐蝕性時發(fā)生吸氧腐蝕鋼鐵表面的水膜呈中性時鋼鐵表面的水膜呈中性時發(fā)生吸氧腐蝕；水膜呈酸發(fā)生吸氧腐蝕；水膜呈酸性時發(fā)生析氫腐蝕。性時發(fā)生析氫腐蝕。人教版教材實驗設(shè)計人教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計創(chuàng)創(chuàng)新新發(fā)發(fā)掘掘為什么試管中導管內(nèi)的水面為什么試管中導管內(nèi)的水面會上升？會上升？提示：提示：鋼鐵在潮濕空氣中發(fā)鋼鐵在潮濕空氣中發(fā)生的反應：生的反應：負極：負極：2Fe4e=2Fe2正極：正極：2H2OO24e=4OH由于盛放鐵釘?shù)木咧г嚬苤杏捎谑⒎盆F釘?shù)木咧г嚬苤胁粩嘞牟粩嘞腛2而使具支試管中而使具支試管中的壓強減小，從

7、而引起水的的壓強減小，從而引起水的倒吸。倒吸。1.向還原鐵粉中加入炭粉的作用向還原鐵粉中加入炭粉的作用是什么？是什么？提示：提示：作電極，使作電極，使FeC水膜水膜三者構(gòu)成原電池加快反應速三者構(gòu)成原電池加快反應速率。率。2.b裝置的導管口為什么有氣泡裝置的導管口為什么有氣泡產(chǎn)生？其成分是什么？產(chǎn)生？其成分是什么？提示：提示：b裝置導管口產(chǎn)生的氣體裝置導管口產(chǎn)生的氣體是是H2，原因是正極發(fā)生的電極，原因是正極發(fā)生的電極反應式為：反應式為：2H2e=H2。人教版教材實驗設(shè)計人教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計蘇教版教材實驗設(shè)計個個性性評評點點1.1.蘇教版教材實驗對鋼鐵的兩種電化學腐蝕做了對比實驗

8、，蘇教版教材實驗對鋼鐵的兩種電化學腐蝕做了對比實驗，從而加深了水膜的性質(zhì)對鋼鐵腐蝕類型和原因的理解，而從而加深了水膜的性質(zhì)對鋼鐵腐蝕類型和原因的理解，而人教版實驗只探究了鋼鐵的吸氧腐蝕。人教版實驗只探究了鋼鐵的吸氧腐蝕。2.2.蘇教版教材實驗使用的是鐵粉，人教版教材實驗使用鐵蘇教版教材實驗使用的是鐵粉，人教版教材實驗使用鐵釘。使用鐵粉，增大了與水膜的接觸面積，加快反應速率釘。使用鐵粉，增大了與水膜的接觸面積，加快反應速率，實驗效果更好。，實驗效果更好。3.人教版實驗使用了鐵釘，盡管反應較慢，但更貼近鋼鐵人教版實驗使用了鐵釘，盡管反應較慢，但更貼近鋼鐵的真實情況，對解釋鋼鐵腐蝕更具有說服力。的真實情況，對解釋鋼鐵腐蝕更具有說服力。實驗實驗編號編號T/K用用液體液體試管內(nèi)取用試管內(nèi)取用液體液體實驗目的實驗目的298食鹽水食鹽水()實驗實驗和和探究不同電解質(zhì)探究不同電解質(zhì)溶液對鐵釘腐蝕快慢的影響溶液對鐵釘腐蝕