云南省高中化学 4.4金属的电化学腐蚀与防护教案 新人教版选修4.doc

云南省高中化学 4.4金属的电化学腐蚀与防护教案 新人教版选修4一、内容及其解析1内容：本节内容大致分为三部分：揭示金属腐蚀的严重性和危害性分析发生金属腐蚀的原因探讨防止金属腐蚀的思路和方法。2解析：在现代社会，钢铁等金属材料的产量和质量恩师反映国民经济发展水平的主要指标。然而人们对随处可见的金属腐蚀现象早已习以为常，不以为怪。因此，本节教学一方面是让学生了解金属发生腐蚀的原因及现代防腐措施，同时让学生知道：防止金属腐蚀，任重道远。二、目标及其解析1、目标：（1）、知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）。 (2)、能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。 (3)、知道防护金属腐蚀的方法。2、 解析： (1)、通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣.(2)、通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究，探讨科学问题。(3)、通过化学实验（设计、验证和评价）这一科学研究方法，培养学生实事求是的科学精神，帮助学生树立正确的科学态度。三、教学问题诊断分析 知道金属腐蚀的两种类型（化学腐蚀和电化学腐蚀）；能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害；掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较。通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣，通过课堂探究活动,发展学生的探究能力，学会与人合作与交流，共同研究，探讨科学问题。 学生很容易混淆析氢腐蚀和吸氧腐蚀，发生电化学腐蚀的电极反应是学生需重点掌握的知识点；还有保护金属的措施中学生分不清被保护的金属应该接在哪极？所以在讲授过程中要注重知识点的比较及归纳！四、教学过程设计 引入金属腐蚀的现象非常普遍，像金属制成的日用品、生产工具、机器部件、海轮的船壳等，如保养不好，都会腐蚀，从而造成大量金属的损耗。至于因设备腐蚀损坏而引起停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失，那就更无法估计了。因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护的方法，是具有十分重要的意义的。板书 第二节 金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀阅读回答什么是金属腐蚀？板书金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。讲金属腐蚀后在外形、色泽及机械性能等方面都有一定的变化。而金属腐蚀的本质就是金属失去电子形成阳离子的过程讲金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。板书1、化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。思考与交流铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？板书2、电化学腐蚀讲由于金属和液态介质(常为水溶液)构成微小的原电池而发生金属腐蚀的过程.电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式.例如:钢铁在潮湿的空气中生锈就是电化学腐蚀造成的.板书 电化学腐蚀 ：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。分析形成原电池的原因。板书投影钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀：讲 吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。投影分类析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（弱酸）水膜酸性较弱或呈中性负极反应fe 2e = fe2+2fe 4e = 2 fe2+正极反应2h2o + 2e = h2+2oh2h2o + o2 + 4e = 4oh-总反应fe + 2h2o = fe(oh)2+ h22fe+2h2o+o2= 2fe(oh)2 4fe(oh)2+2h2o+o2= 4fe(oh)3 fe2o3.xh2o 4fe(oh)2+2h2o+ o2 = 4fe(oh)3 fe2o3.xh2o 次要主要电子如何流动形成回路fe失去2e，成为fe2进入溶液，fe失去电子流入c极，h趋向于c极，与c极上的电子结合成h2析出溶液fe失去电子成为fe2进入溶液，fe失去的电子流入c极，在c极o2获得电子成为oh进入溶液实验4-3将经过酸洗除去铁锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡以下，放入具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考原因？投影现象及解释导管内水柱上升，因为发生了吸氧腐蚀，试管内空气减少。归纳与交流化学腐蚀与电化腐蚀的对比。板书3、化学腐蚀与电化腐蚀的对比（1）本质：金属原子失电子而被氧化m ne = mn+ (2) （3）相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。思考与交流铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素的影响.请解释下列有关铁生锈现象的原因.1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀.海轮更容易被腐蚀，是因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更易进行.2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现.由于南极的温度常年在0以下，说明在较高温度下，腐蚀更易进行.3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈由于铁与铜及空气中的水蒸气构成了原电池，铁作电池的负极，因此更容易腐蚀而生锈.4.当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品容易生锈.因为铁制品在酸性条件下比在中性条件下更易被腐蚀.投影小结化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与非电解质等直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化的过程较活泼金属被氧化的过程相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害严重板书4、金属腐蚀的快慢判断在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列规律判断：电解原理引起的腐蚀原电池引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀过渡金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以至报废，甚至发生严重事故。每年由于钢铁生锈会使我国损失大约100150亿元。在英国，每90秒钟就有1吨钢被锈蚀掉。因此防止金属腐蚀有很重要的意义。板书二、金属的电化学保护投影板书1、金属的常见防护方法(1).在金属表面覆盖保护层a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料.b.镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.(2).改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢.讲电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。板书2、电化学防护（1）、牺牲阳极保护法：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀.讲牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电池，被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳，海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。如闸门、轮船连上锌块或锌皮等。投影板书（2）、外加电流法：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。投影 小结防腐蚀措施由好到差的顺序为：外接电源的阴极保护法腐蚀牺牲阳极的阴极保护法防腐有一般防护条件的防腐无防护条件的防腐配餐作业一、基础题（a组题）1. 下列叙述不正确的是（ ）a. 金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍 b. 钢铁在干燥空气里不易腐蚀c. 用铝质铆钉接铁板，铁板易被腐蚀 d. 原电池电路中电子由负极流入正极2. 以下现象与电化学腐蚀无关的是（）a. 黄铜（铜锌合金）制作的锣不易产生铜绿b. 生铁比纯铁容易生锈c. 铁质配件附有铜质配件，在接触处易生铁锈d. 银质物品久置表面变暗3. 下列不能用于金属防腐处理的是（ ）a. 涂油漆 b. 改变金属内部结构c. 镀上一层耐腐蚀的金属 d. 在海轮的船体上镶铜块4. 下列防腐措施中，利用原电池反应使主要金属得到保护的是（ ）a. 用氧化剂使金属表面生成致密稳定的氧化物保护膜b. 在金属中加入一些铬或镍制成合金c. 在轮船的壳体水线以下部分装上锌锭d. 金属表面喷漆5. 为了防止轮船体的腐蚀，应在船壳水线以下位置嵌上一定数量的（ ）a. 铜块 b. 铅块 c. 锌块 d. 钠块答案：1. c 2. d 3. d 4. c 5. c 二、巩固题（b组题）1.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）a. 纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗b. 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用c. 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法d. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀2. 分别放置在下图所示装置（都盛有0.1 moll-1的h2so4溶液）中的四个相同的纯锌片，腐蚀最慢的是（ ） 3. 切过咸菜的钢刀未及时清洗，第二天刀上便出现锈斑，试用有关电极反应式、化学方程式表示fe(oh)3的生成过程。（1）负极_；正极_。（2）化学方程式_、_。答案：1. ac 2. d3. （1）2fe 4e - = 2fe2+ o2 +2h2o + 4 e - =4oh-（2）2fe+2h2o+ o2 =2 fe(oh)2 4fe(oh)2 + o2 +2h2o= 4 fe(oh)3三、提高题（c组题）1(探究题)某课外兴趣小组探究铁生锈的条件，探究过程如下。(1)检查制取o2装置的气密性，然后按如图所示连接好装置。(2)点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察实验现象。直形导管中潮湿的细铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形导管中干燥的细铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；烧杯中潮湿的细铁丝表面依然光亮。探究结论：(1)实验现象说明_；实验现象说明_；实验现象说明_。(2)仪器a的名称为干燥管，其中装的药品可以是碱石灰或无水cacl2，其作用是_，由本实验可知，该类铁生锈的条件为_，由实验现象可知，决定铁生锈快慢的一个重要因素是_。(3)本实验中的铁生锈属于