第四章电化学基础.doc

第四章 电化学基础第四节 金属的电化学腐蚀与防护一、教材分析金属的电化学腐蚀与防护是人教版高中化学选修四化学反应原理第四章第四节，在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开，介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法，重点是掌握金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的本质（金属表面形成了微型原电池），同时指出，人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识，发现了防护金属电化学腐蚀的方法，并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法)，也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。本节内容是本章理论知识的实际应用，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。二、教学目标1知识目标：(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能力目标：（1）学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。（2）从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。3情感、态度和价值观目标：（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、教学重点难点重点：金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护难点：金属发生吸氧腐蚀的电化学原理四、学情分析学生对金属的腐蚀有一定的认识，包括它的产生和防治，生活中对金属腐蚀的危害也有所见闻，而对金属腐蚀及防腐的原理不太清楚，学生了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果，并且学习了原电池原理，再此基础上学习比较容易接受。五、教学方法1阅读讨论 分析探究 计算机辅助教学 实验辅助教学2学案导学：见后面的学案。3新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑情境导入、展示目标合作探究、精讲点拨反思总结、当堂检测发导学案、布置预习六、课前准备1学生的学习准备：预习金属的电化学腐蚀内容。2教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3教学环境的设计和布置：四人一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风，课前准备好如下仪器装置和药品：铁粉 碳粉 具支试管 导管 红墨水 醋酸NaCl溶液七、课时安排：1课时八、教学过程引入在日常生活中，我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。如：铁器会生锈、铜器会长出铜绿。实际上金属的生锈，其主要原因与原电池的形成有关，下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。板书第四节 金属的电化学腐蚀与防护指导阅读：引导学生阅读p8485金属的电化学腐蚀内容，回答下列问题。1、什么是金属腐蚀？其本质是什么?2、金属腐蚀有哪些种类？化学腐蚀和哪些因素有关？3、什么是电化学腐蚀？板书归纳： 一、金属的电化学腐蚀（一）、金属腐蚀：1、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。2、本质：M ne- Mn+（氧化反应）3、类型：化学腐蚀直接反应 电化学腐蚀原电池反应（二）、化学腐蚀1、定义：2、影响因素：（三）、电化学腐蚀：1、定义：过 渡： 钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，是什么原因？下面我们就来讨论钢铁在潮湿的空气中生锈的原因？实验探究：p85将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？吸氧腐蚀2、类型： 、吸氧腐蚀：中性或酸性很弱或碱性条件下易发生负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-电池反应：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2 进一步反应：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O、析氢腐蚀：当钢铁处于酸性环境中负极：Fe - 2e- = Fe2+正极：2H+ + 2e- =H2电池反应：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2、析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条 件电极反应负极（Fe极）正极（C极）总反应联系3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：电化腐蚀化学腐蚀条件不纯金属或合金与 接触与 直接接触有无电流有微弱电流产生无电流产生本质较活泼的金属被氧化金属被氧化联系两种腐蚀往往 发生，但 腐蚀更普遍，速度快，危害更重。典型例题 例1下列有关金属腐蚀的说法中正确的是()A金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程B电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程C钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈D金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生例2如图所示， 试管中放一铁钉，溶液为氯化钠溶液，数天后观察到的现象有_。说明铁钉发生了_腐蚀，其中正极的电极反应式为_，溶液中发生反应的化学方程式为_。 提 问：请大家根据铁生锈的原因，我们可以采取哪些措施防止铁生锈？二、金属的电化学防护1、牺牲阳极的阴极保护法原电池的负极（阳极）的金属被腐蚀原电池的正极（阴极）的金属被保护、原理：、装置图：科学探究：验证牺牲阳极的阴极保护法2、外加电流阴极保护法：、原理：、装置图： 过 渡：除此以外还有哪些防护方法？归纳小结：3、改变金属的内部结构（钢不锈钢，在钢中加入镍和铬）。4、覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）。5、金属被保护的效果比较：电解池的阴极保护(外加电流阴极保护法) 原电池的正极（牺牲阳极的阴极保护法） 一般保护典型例题：例3、为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是 （ ）A. 在精密机床的铁床上安装铜螺钉B. 在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C. 在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D. 在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极例4、下列事实不能用电化学理论解释的是 （）A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块B.铝片不用特殊方法保存C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快D.镀锌的铁比镀锡的铁耐用 问题探究：探究一：镀