第三章 金属的腐蚀与防护二 新课标 人教版 选修一

第三章金属腐蚀与防护2教育目标：1 .能够描述金属腐蚀的化学原理，了解金属防护的常用方法，认识到防止金属腐蚀的重要意义。2、比较认识事物的科学方法和假设验证研究的思路，进一步学习和比较辩证认识外因条件对化学变化的影响3 .参加考试探索观察铁锈的过程，体验自己获得铁性质知识成功的喜悦，保持学习兴趣教育重点：电化腐蚀的原因教学难点：分析氢腐蚀与吸氧腐蚀的电极反应方程教学方法：实验探究，师生共识，总结。会话分类： 2个会话教育过程：一课时投影常见的金属腐蚀现象：指导课金属腐蚀现象十分普遍，金属日用品、生产工具、机械部件、海轮船壳等维护不当会腐蚀，导致大量金属消耗。 对于设备腐蚀造成的减产、产品质量下降、环境污染、人体健康危害以及重大事故危害，尚无进一步预测。 因此，了解金属腐蚀的原因，掌握防护方法具有非常重要的意义。板书第二节金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀阅读什么是金属腐蚀？板书金属腐蚀：金属(或合金)与周围接触的气体(或液体)反应而腐蚀损失的过程。金属的化学腐蚀：与金属接触的物质直接发生化学反应引起的腐蚀。例如，铁在高温下与氧直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气与铁化合，或与其他金属化合而使金属生锈。 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：与金属接触的物质直接发生化学反应引起的腐蚀。 特点：反应简单，金属与氧化剂之间的氧化还原反应。说明温度对化学腐蚀的影响：科学探究不同条件下钉子锈蚀注意：有光泽的铁钉浸泡在菜油中光亮铁钉浸泡在菜油中一半光亮铁钉完全浸泡在食盐水中光亮铁钉完全浸泡在酸性溶液中或碱性溶液中。 学生分别观察、写报告，培养学生的观察和说明能力。 教师不仅要给学生提出主题，还要提出注意事项：观察的一周中试管不振动，生锈界面就会被破坏详细记录各人设置的具体条件和情况，进行分析总结，制作高质量的家庭调查报告。实验方案记录下来结论总结钉子生锈的条件：钉子含有杂质，与电解质溶液接触。思考大部分钢铁锈蚀是化学腐蚀吗？ 为什么？板书2、电化学腐蚀在金属和液态介质(通常为水溶液)构成微小一次电池而发生金属腐蚀的过程中，电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形态，例如：钢铁在潮湿的空气中生锈是由电化学腐蚀引起的.电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触时，发生一次电池反应，比较活跃的金属电子被氧化腐蚀。联合分析一次电池形成的原因。板书投影钢铁的吸氧腐蚀和氢析出腐蚀：说明吸氧腐蚀和抽氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。板书分类析出氢气进行腐蚀氧气吸入腐蚀条件水膜酸性强(弱酸)水膜呈酸性弱或中性负极反应Fe2e=Fe22 Fe4 e=2Fe 2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)3Fe2O3.xH2O次要的主要是总结和交流化学腐蚀与电化腐蚀的对比。板书3、化学腐蚀与电蚀对比(1)本质：金属原子失去电子而被氧化M - ne=Mn(2)(3)相互关系：常同时发生，电化腐蚀比化学腐蚀普遍得多。总结略课堂练习1 .将a、b、c、d4片金属片浸入稀硫酸中，用导线连接成两个就能制成几个一次电池。 a、b连接时a为负极c、d连接时电流从d到c为a、c连接时在c极产生大量气泡，b、d连接时在b产生大量气泡，4种金属的活性顺序从强变弱(acdb )2 .烧菜的铁锅不会立即冲洗含有NaCl的残液，过一会儿就会出现红褐色锈斑，可知这种锈是Fe(OH)3失水的。 表示Fe(OH)3生成的电极反应式、离子方程式、化学方程式分别为(1)负极、正极(2)、(3) . (Fe-2e=Fe2，2 H2O 24 e=4oh -，) (Fe2 2OH-=Fe(OH)2； 4Fe(OH)2 2H2O O2=4Fe(OH)3)以pt和Zn为电极材料，作为某心脏患者的起搏器，有人设计了埋入人体的能量。 在人体内的血液种类中含有一定浓度的溶解氧、h和Zn2来工作。 其两极电极反应式分别如下。 (正极： Zn-2e=Zn2，负极： 2H2O O2 4e=4OH-，)作业 p 58，2，3板书设计第二节金属的腐蚀与防护一、金属腐蚀金属(或合金)与周围接触的气体(或液体)反应而腐蚀损失的过程。1、化学腐蚀：与金属接触的物质直接发生化学反应引起的腐蚀。 特点：反应简单，金属与氧化剂之间的氧化还原反应。2 .电化学腐蚀不纯金属或合金与电解质溶液接触时，发生一次电池反应，比较活跃的金属电子被氧化腐蚀。分类析出氢气进行腐蚀氧气吸入腐蚀条件水膜酸性强(弱酸)水膜呈酸性弱或中性负极反应Fe2e=Fe22 Fe4 e=2Fe 2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)3Fe2O3.xH2O次要的主要是3 .化学腐蚀与电化学腐蚀的对比(1)本质：金属原子失去电子而被氧化M - ne=Mn(3)(3)相互关系：常同时发生，电化腐蚀比化学腐蚀普遍得多。二课时过渡金属腐蚀后，外形、颜色、机械性能等发生变化，机械设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，影响使用和处置，发生重大事故。 每年钢铁生锈使我国损失约100150亿元。 在英国，每90秒生锈一吨钢。 因此，防止金属腐蚀具有重要意义。板书二、金属防护“思维与交流”探讨自行车不同构件的防锈措施复习电化学腐蚀的本质是写出两极反应方程式(取出氢和氧)。思考有没有影响金属腐蚀的因素？ (读P56最后的自然节)练习影响金属腐蚀的因素有_和_两个，对金属本身来说金属越_，金属越容易被辐射腐蚀，金属中越含有杂质，金属越容易被腐蚀的介质对金属的腐蚀也有很大的影响，如果金属处于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _，金属就越容易被腐蚀。思考海水中的金属为什么容易被腐蚀？ (提示：电解质溶液)讨论为了减少或避免电化学腐蚀，我们应采取什么措施？对金属进行必要的精炼，减少其中通电的惰性杂质。及时维修机械、仪表，减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、湿气的接触。根据用途用不同的方法隔离金属和产生的介质。 例如油脂涂布、涂装、电镀、表面钝化等。用适合熔炼不锈钢、耐酸钢等的金属或非金属制作耐腐蚀合金。采用电化学防护方法，如在钢船体上焊接活跃的金属锌。投影常用的金属防腐蚀方法：板书1、物理方法说明以上投影中的方法都是物理方法。 刚才同学们回答时，提到了电化学防护方法。投影两种电化学防护方法金属腐蚀的本质是金属失去电子被氧化的过程。 金属越活跃，金属越容易被腐蚀。 因此，在金属铁上连接比其活性的金属，发生一次电池反应时，失去电子的是活性的金属，铁得到保护。探索活动1决策采用哪种防锈方法1镀铝后涂装2镀锌后涂装3镀镉后涂装4镀铬5镀锡6喷砂清洗后涂装7一般清洗后涂装8锈涂装上图比较了防锈方法的效果，也粗略显示了这些方法的成本。问题用什么方法保护铁不生锈，仔细考虑成本和效果。(1)家里的铸铁桶(2)海边码头的轨道(3)铁徽章(4)熨烫的支架(5)钢制刮板(6)铁钥匙(7)儿童游戏场秋千的钢架在1到7中，要求根据给出的情况，分别决定应采用哪种防锈方法。 这项工作最好小组进行。 在作出决定时有几个要考虑的因素物品需要保管多久？ 显然，只是短时间保存物品，没有必要考虑长期保护。物品在哪里使用？物品主要在室外使用时，需要对其进行保护。物品用于什么？保护方法因物品的用途而异。 例如，物品变得高温时，不能用油漆保护。物品的外观重要吗？ 一些保护方法也用来装饰外观。 例如镀铬。探索活动2如何保护通往决策学校的桥梁如果在地方政府的桥梁部门工作的话，修理河里人行走的小桥，有了这座桥，孩子们就可以从住宅区通过小河上学。 这座桥必须用铁建造。 必须决定采用什么样的保护方法来防止生锈。 因为这座桥16年后学校会搬到别的新地方。有四种防锈措施1选择不防锈、不采取防锈措施的桥梁，10年后不更换的话，有生锈的危险。选择2一般清扫桥梁后，涂上油漆。 这项保护措施需要每三年重新实施一次。选择3用喷砂法清扫桥梁后，涂上油漆。 这项保护措施需要每六年重新实施一次。选择4桥去除喷砂后，镀锌再涂油漆。 这项保护措施可以保存桥梁18年。以上四种选择的成本如下所示。表格：四种选择的成本问题 (1)计算桥梁建设16年的费用(包括建设费和维修保护费) (2)采用哪个选项？讨论 1.只有钢铁生锈，其他金属，如铝和铜，几乎不生锈。 但是，为什么我们要用钢铁比其他金属多？如果有人发明了便宜简单的方法，锈就永远不会生。 显然是这头发明显会带来很大的利益，你认为那也有可能带来坏事吗？3 .汽车排气系统受锈蚀的影响很大。 一辆车普通钢排气系统价值960元，因生锈原因约需2年更换。 对于同一辆车，如果买不锈钢排气系统，锈蚀的影响会减少，可以使用6年，不锈钢排气系统的价值将达到1900元。 长期来看，普通钢排气系统便宜还是不锈钢排气系统便宜，我来说明你的答案。4 .在英国，不足10%的汽车所有者购买了不锈钢排气系统。 请评论一下这个事实。总结略课堂练习1 .说明以下现象，写出关于一次电池的电极反应(1)马口铁罐头打开后为什么容易生锈？(2)水管(镀Zn铁管)和马口铁桶为什么不容易生锈？(3)轮船船壳水线以下的部分，为什么要安装一定数量的Zn块？2 .桥梁上的钢结构连接处必须用铆钉连接。 以下三个铆钉，选什么好呢？(1)铝铆钉(2)铜铆钉(3)钢铆钉3 .在下列各烧杯中加入海水，依次插入：(1)Fe片(2)Cu、Fe导线的连接(3)Sn、Fe导线的连接(4)Zn、Fe导线的连接(5)Al、Fe导线的连接铁在其中被腐蚀时，按照从早到晚的顺序如下所示。 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。参考回答： 1、大致2、(3)3、(2)(3)(1)(4)(5)作业P58 5、6板书设计二、金属防护1 .物理方法2 .电化学法怎样防止自行车棚生锈？学校(或社区、乡村)内的自行车雨门采用钢结构，但使用后会生锈。 为了延长寿命，必须采取防锈措施。 如何运用金属锈蚀的相关知识来防止自行车棚的钢筋锈蚀，让学生们来考虑一下吧我的假设车架钢框架生锈的主要原因是： -、-、-我的提案针对这些原因采取以下措施，可以防止车架钢结构生锈1.-2.-3.-探究进程建议1 .在查阅钢铁生锈原因及防护方法资料的基础上，初步考虑可采用的防锈措施，整理为参考资料与同学进行交流和讨论。2 .考察同类车架的