高一化学第二章 电解质溶液 学案 原电池 金属的腐蚀与防护

第二章 电解质溶液 学案 原电池 金属的腐蚀与防护目的要求：1. 使学生了解原电池的化学原理 2. 了解金属腐蚀，特别是电化腐蚀和金属防护的一般方法。重点、难点：原电池的化学原理和金属的电化腐蚀教学方法：探索法（启发引导）引入我们知道，物质发生化学反应时必然要有能量的变化，也就是说化学能常常与热能、光能等相互转化。比如在一般化学反应里，常表现出放热或吸热的现象，有的化学反应还伴随有发光，产生电流等等。今天我们主要探讨的是有关化学能是如何转变为电能。实验初中我们就已经学习过，活泼金属能与酸反应放出氢气，而不活泼金属就不能与酸反应置换氢气。（1）把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 Zn Cu H2SO4现象：锌片上有气体放出，铜片上无明显现象。分析 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 2e板书金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属单质失电子能力：强 弱（还原性）金属离子得电子能力：弱 强（氧化性）实验 Zn Cu H2SO4现象：锌片不断溶解、铜片上有气泡、灵敏电流计指针发生偏转。结论两极发生氧化还原反应，产生电流。明确（1） 锌比铜活泼（2） 氢离子在铜片上获得电子板书电极名称 锌片（负极）Zn 2e = Zn2+(氧化反应)电极材料 铜片（正极）2H+ + 2e = H2(还原反应)（电极反应式）总化学方程式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2板书第六节 原电池 金属的腐蚀与防护一 原电池：1 原电池形成三条件：（1） 正负电极（2） 电解质溶液（3） 电极接触或导线连接2 原理三要点：（1） 相对活泼金属作负极- 电子流出-氧化反应（2） 相对不活泼金属（或碳）作正极-电子流入-还原反应（3） 导线中（接触）有电流通过，使化学能转变为电能3原电池：把化学能转变为电能的装置练习下列能发生原电池反应的是Cu Cu Zn Cu Zn Cu AgNO3 乙醇 硫酸 硫酸实质电极在电解质溶液中的氧化还原反应结果活泼金属被氧化、被腐蚀。板书二、金属腐蚀与防护：1. 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。（1） 本质：金属原子失电子而被氧化M ne = Mn+ (2) 分类：化学腐蚀：金属与其他物质 直接氧化反应 金属被氧化 （不是电解质溶液）（无电流产生）电化腐蚀：不纯金属或合金 发生原电池反应 活泼金属被氧化 电解质溶液 （有电流产生）板书 （3）钢铁腐蚀： 铁：负极 水膜（电解质溶液） 在钢铁表面形成无数微小原电池 碳：正极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 = 2Fe2+正极反应2H+ + 2e = H22H2O + O2 + 4e = 4OH-总反应Fe + 2H+ = Fe2+ + H22Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)24Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O次要主要4. 金属的化学腐蚀：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。概念：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。5化学腐蚀与电化腐蚀的对比（1） 相同点：金属原子失电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳离子的过程。（2） 不同点： 条件 金属与氧化剂直接反应 不纯金属与电解质溶液接触 现象 无电流 有电流 本质 金属被氧化 活泼金属被氧化（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。讨论原电池中的电荷移动方向： e外电路 内电路 阴离子 阳离子板书几种常见新型原电池1 铅蓄电池Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O(-) (+)2. 燃料电池新型电池中，电极的导电材料一般多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。如：氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：正极： O2+ 4e + 2H2O = 4OH-负极： 2H2 4e + 4OH-= 4H2O又如：甲烷燃料电池；电解质溶液为氢氧化钾溶液：正极：2O2 + 8e + 4H2O = 8OH-负极： CH4 + 10OH- -8e = CO32- + 7H2O总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O介绍白口铁马口铁板书金属腐蚀的防护1 金属腐蚀的原因：金属本身的组成和结构是锈蚀的根据；外界条件（如：温度、湿度、与金属接触的物质）是促使金属锈蚀的客观因素。2 防护：（1） 改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。（2） 在金属表面覆