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第三節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)教材分析《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》是人教版高中化學(xué)選擇性必修1《化學(xué)反響原理》第四章電化學(xué)腐蝕的原理及防止金屬腐蝕的幾種方法。本節(jié)課重點(diǎn)闡述了金屬電化學(xué)腐蝕(主要講了鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕)的本質(zhì)(金屬外表形成了微型原電池)(犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法),也再次運(yùn)用了電解原理(外加電流的陰極保護(hù)法),加深了學(xué)生對(duì)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的生疏。本節(jié)內(nèi)容是本章理論學(xué)問的實(shí)際應(yīng)用學(xué)情分析容,比較簡(jiǎn)潔承受。教學(xué)目標(biāo)【學(xué)問與技能】知道金屬腐蝕的兩種類型(化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕)。能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的緣由,生疏金屬腐蝕的危害。(3)知道防護(hù)金屬腐蝕的方法。【過程與方法】(1)學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)掌握單一變量進(jìn)展比照試驗(yàn)以及對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)展評(píng)價(jià)。(2)從試驗(yàn)探究過程中提高對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象的觀看力量和分析力量?!厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀】通過金屬腐蝕與生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系的內(nèi)容,增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。。通過化學(xué)試驗(yàn)()幫助學(xué)生樹立正確的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重難點(diǎn)金屬的電化學(xué)腐蝕及金屬的電化學(xué)防護(hù),鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕和析氫腐蝕的電化學(xué)原理。教學(xué)過程一、導(dǎo)入課【引入】在日常生活中,我們常??梢钥吹揭恍┬沱惖慕饘倨髅笫褂靡欢螘r(shí)間后會(huì)失的形成有關(guān),下面我們就來分析一下金屬腐蝕的緣由。()二、講授課【板書】第三節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)【指導(dǎo)閱讀】引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第107頁(yè)金屬的電化學(xué)腐蝕內(nèi)容,答復(fù)以下問題。什么是金屬腐蝕?其本質(zhì)是什么?金屬腐蝕有哪些種類?化學(xué)腐蝕和哪些因素有關(guān)?什么是電化學(xué)腐蝕?教學(xué)環(huán)節(jié)一:金屬的電化學(xué)腐蝕(一)金屬腐蝕2.本質(zhì):M-2.本質(zhì):M-ne-Mn+(氧化反響)。3.類型:(1)化學(xué)腐蝕——直接反響;(2)電化學(xué)腐蝕——原電池反響。(二)化學(xué)腐蝕2定義:金屬與接觸到的枯燥氣體(如O2發(fā)生化學(xué)反響而引起的腐蝕。
等)或非電解質(zhì)液體(如石油)等直接影響因素:溫度越高化學(xué)腐蝕的速度越快。(三)電化學(xué)腐蝕1.定義:不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí),會(huì)發(fā)生原電池反響,比較活潑的金屬失去電子而被氧化的腐蝕。期放置,常易生銹變紅,是什么緣由?下面我們就來爭(zhēng)論鋼鐵在潮濕的空氣中生銹的緣由。【試驗(yàn)探究】教材試驗(yàn)4-3:將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘,用飽和食鹽水浸泡一下,放入以下圖具支試管中,幾分鐘后,觀看導(dǎo)管中水柱變化,并思考引起變化的緣由?!驹囼?yàn)現(xiàn)象】導(dǎo)管中有水柱上升,鐵釘外表有鐵銹生成。【爭(zhēng)論小結(jié)】裝置的導(dǎo)管中水柱上升,說明大試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,有氣體參與反響。【試驗(yàn)結(jié)論】裝置中鐵、碳和飽和食鹽水構(gòu)成原電池,鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕。(設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生通過課堂探究活動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。)2.類型:負(fù)極:2Fe-4e-2Fe負(fù)極:2Fe-4e-2Fe2+正極:O2+2H2O+4e- 4OH-總反響:2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2進(jìn)一步反響:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)32Fe(OH)3 Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O負(fù)極:Fe-2e負(fù)極:Fe-2e- Fe2+正極:2H++2e- H2↑總反響:Fe+2H+ Fe2++H2↑析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較:條件電極反響 負(fù)極(Fe極)
水膜
水膜正極(C極)總反響聯(lián)系【師生互動(dòng)】電極反響
條件負(fù)極(Fe極)正極(C極)總反響
析氫腐蝕
吸氧腐蝕水膜酸性很弱或中性Fe-2e-Fe-2e-2H++2e-Fe+2H+Fe2+H2↑Fe2++H2↑2Fe-4e- 2Fe2+O2+2H2O+4e- 4OH-4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3()(四)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕條件有無(wú)電流不純金屬與 接觸產(chǎn)生金屬與直接接觸產(chǎn)生本質(zhì)被氧化被氧化聯(lián)系 兩種腐蝕往往 發(fā)生,但 腐蝕更普遍,速度也快得多,危害更嚴(yán)峻【師生互動(dòng)】條件本質(zhì)
電化學(xué)腐蝕有微弱電流產(chǎn)生較活潑的金屬被氧化
化學(xué)腐蝕無(wú)電流產(chǎn)生金屬被氧化聯(lián)系 兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,但電化學(xué)腐蝕腐蝕更普遍,速度也快得多,危害更嚴(yán)峻()【例1】如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘,放置數(shù)天觀看:電極反響為:負(fù)極:2Fe-4e-2Fe電極反響為:負(fù)極:2Fe-4e-2Fe2+,正極:O2+2H2O+4e-4OH-電極反響為:負(fù)極:Fe-2e-Fe電極反響為:負(fù)極:Fe-2e-Fe2+,正極:2H++2e-H2↑?!舅伎紲贤ā空?qǐng)大家依據(jù)鐵生銹的緣由,思考我們可以實(shí)行哪些措施防止鐵生銹。教學(xué)環(huán)節(jié)二:金屬的電化學(xué)防護(hù)(一)防護(hù)方法1.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法原理:原電池原理。原電池的負(fù)極(陽(yáng)極)的金屬被腐蝕;原電池的正極(陰極)的金屬被保護(hù)。(2)裝置示意圖:【科學(xué)探究】試驗(yàn)驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象 電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),鐵電極上有氣泡產(chǎn)生,但鐵極四周無(wú)藍(lán)色沉淀產(chǎn)生NaCl溶液構(gòu)成原電池;試驗(yàn)結(jié)論(2)電極反響:負(fù)極:??n?2e?=Zn2;正極:2H 2e?=H2↑;該裝置中鐵未被腐蝕2.外加電流陰極保護(hù)法(1)原理:電解池原理。(2)裝置示意圖:(設(shè)計(jì)意圖:進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)金屬電化學(xué)腐蝕原理的理解和應(yīng)用。)【過渡】除此以外還有哪些防護(hù)方法?轉(zhuǎn)變金屬的內(nèi)部構(gòu)造(如鋼制成不銹鋼)。掩蓋保護(hù)膜(涂油漆、電鍍、鈍化等)。(二)金屬被保護(hù)的效果比較外加電流的陰極保護(hù)法>犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法>一般保護(hù)【例2】為了防止鋼鐵銹蝕,以下防護(hù)方法中正確的選項(xiàng)是( A.在周密機(jī)床的鐵床上安裝銅螺釘B.在排放海水的鋼鐵閥門上用導(dǎo)線連接一塊石墨,一同浸入海水中C.在船身上裝鋅塊D.在地下輸油的鑄鐵管上接直流電源的負(fù)極答案:CD【例3】以下事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是( )A.輪船水線以下的船殼上裝肯定數(shù)量的鋅塊B.鋁片不用特別方法保存C.純鋅與稀硫酸反響時(shí),滴入少量硫酸銅溶液后反響速率增大D.鍍鋅的鐵比鍍錫的鐵耐用答案:B解析:A選項(xiàng),通過構(gòu)成Zn-Fe原電池,Zn塊作原電池負(fù)極,從而保護(hù)船體不被腐蝕B選項(xiàng),由于鋁和氧氣反響生成致密的Al2O3膜保護(hù)鋁片。C選項(xiàng),Zn+Cu2+=Cu+Zn2+,生CuZn在中構(gòu)成原電池加快反響。D選項(xiàng),Zn-FeZnFe-Sn原電FeZn被氧化,保護(hù)了鐵。教學(xué)環(huán)節(jié)三:影響金屬腐蝕快慢比較【例4】以下各溶液中,F(xiàn)e片腐蝕由快到慢的挨次是 。5〔2〔1〔34〕【結(jié)論】1.金屬作原電池正極、電解池陰極時(shí)受到保護(hù);2.在同一電解質(zhì)溶液中,金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法>外加電流的陰極保護(hù)法三、課堂小結(jié)板書設(shè)計(jì)第三節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)一、金屬的電化學(xué)腐蝕(一)金屬腐蝕1.定義本質(zhì)類型(二)化學(xué)腐蝕1.定義2.影響因素(三)電化學(xué)腐蝕1.定義2.鋼鐵的電化學(xué)腐蝕(1)吸氧腐蝕析
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