1.4.2-金属腐蚀的防护-电化学腐蚀原理的应用-教学设计-鲁科版高中化学选择性必修1

第一章化学反应与能量第4节金属的腐蚀与防护第二课时金属腐蚀的防护电化学腐蚀原理的应用

本课时内容是在学生学习了金属电化学腐蚀（析氢腐蚀和吸氧腐蚀）的原理后，进一步学习防护金属腐蚀的主要方法，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。同时教材增加了电化学腐蚀原理的应用，能让学生充分体会到事物的两面性，辩证的认识金属腐蚀的利弊。通过应用电化学知识对金属进行防护以及电化学原理的应用的学习，使学生能够正确认识电化学原理，并能对所学电化学知识进行灵活的运用。宏观辨识与微观辨析能从宏观与微观结合的视角对金属防护进行分类和表征，能分析金属防护与金属腐蚀之间的关系。证据推理与模型认知能利用电化学模型分析和解决金属的防腐问题。科学态度与社会责任能依据“绿色化学”思想和科学理论对金属的腐蚀过程进行分析，权衡利弊，作出合理决策。金属腐蚀的防护方法牺牲阳极保护法和阴极电保护法课件素材学案【知识回顾】复习回顾金属腐蚀分类以及电化学腐蚀的原理，完成学案内容。1.金属腐蚀分为和。2.由于形成原电池而发生的腐蚀称为，根据电解质溶液的性质可分为和。当水膜为中性或弱酸性时，钢铁发生的腐蚀主要是。正极反应式为：；负极反应式为：；总反应式为：。【新课引入】在印度德里城附近的麦哈洛里，矗立着一根公元五世纪铸造的很大铁柱，这根铁柱高6.7米，直径约1.37米，用熟铁铸成，实心，柱顶有着古色古香的装饰花纹，据说这根铁柱是为纪念旃陀罗王而铸造的。但最令人惊异的是，铁柱在露天中耸立了一千五百余年,经历了无数风吹雨打,至今仍没有一点生锈的痕迹!印度铁柱为什么千年不朽?【投影】【联想质疑】生活中人们常用什么方法防止金属被腐蚀的？原因是什么？【投影】【讲述】金属的腐蚀通常发生在金属表面，因此给金属表面加上一层保护层将金属与外界隔开，可以起到防止金属腐蚀的作用。保护层可以是耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶等非金属材料，也可以是通过电镀而覆盖在被保护金属表面的耐腐蚀性较强的金属或合金。【板书】二.金属腐蚀的防护【投影】【交流研讨】1.不同金属镀层对金属的保护作用一样吗？如果在铁制品表面镀上锌保护层或锡保护层，请根据铁、锌、锡三种金属的原子失电子能力分析：当镀层局部破损时，锌镀层或锡镀层还能对铁制品起保护作用吗？【投影】【展示】学生展示交流结果【投影】【总结】镀层完好时保护效果相同，当镀层部分损坏是，若镀层金属活动性比被保护金属强，则被保护金属被保护，反之被保护金属腐蚀更加严重。【交流研讨】2.除了外加保护层的方法外，根据电化学腐蚀的原理，你还能想到其他防止金属腐蚀的方法吗？请将你想到的防护方法用图表示出来，并说明原理。【展示】学生展示交流结果【总结】要防止某种金属发生电化学腐蚀，关键在于阻止其成为原电池的负极产物，避免它发生阳极氧化反应而溶解。常用的方法有牺牲阳极保护法和阴极电保护法。【板书】1.牺牲阳极保护法【投影】 【讲述】如果将还原性较强的金属作为保护极，与被保护金属相连构成原电池，还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而损耗，被保护金属作为正极就可以避免被腐蚀。这种保护法牺牲了阳极（原电池的负极），保护了阴极（原电池的正极），所以叫作牺牲阳极保护法。航海船只的船底四周镶嵌锌块或将铁管道与锌块相连，防止轮船或管道被腐蚀，就是利用了牺牲阳极保护法来保护船体。【板书】2.阴极电保护法【投影】【讲述】将被保护金属与外加直流电源的负极相连让其成为阴极，而将外加直流电源的正极接到一些废铁上，使废铁成为阳极。这种防止金属腐蚀的方法叫作阴极电保护法，也叫作外加电流阴极保护法。将被保护金属与外加直流电源正极相连使其成为阳极，并在一定电压下使金属表面发生钝化，也可以使内部金属得到保护。【板书】3.电钝化【思考】三种金属的电化学防护方法在原理上有和异同。【投影总结】【过渡】任何事物都有其两面性，金属腐蚀造成的损失非常严重，但是金属腐蚀的原理也可以得以应用。以铁的腐蚀为例，铁腐蚀消耗空气中的氧气，利用这一反应原理可以快速测定出空气中氧气的含量;铁腐蚀的反应消耗氧气和水，以铁粉为主要成分制成双吸剂放入食品包装袋，可以延长食物的保质期;铁腐蚀的过程放热，利用这一特点可以制成一次性保暖贴供人使用。【板书】三.电化学腐蚀原理的应用【投影】【交流研讨】学生阅读教材相关内容，小组交流有关问题1.保暖贴在发热过程中，其主要成分分别起什么作用?2.为什么保暖贴能持久而又稳定地提供热量?3.保暖贴使用的是双层包装。外层由不透气的明胶层制成，内层由微孔透气膜制成。为什么要这样设计?4.为什么保暖贴使用后变得较硬?【展示】分小组展示交流研讨结果【投影】【迁移应用】用化学用语表示保暖贴中发生的电化学过程。【展示】学生上黑板展示【投影】【讲述】利用微电解技术处理工业废水是电化学腐蚀原理应用的另一个例子。该技术利用铁屑中的铁和碳组分分别作为微电池的负极材料和正极材料，铁屑中的铁和废水中的H+或O2，分别为负极反应物和正极反应物，废水为电解质溶液，形成微电池。【投影】【课堂小结】本节课主要内容为金