化學選修4 化學反應原理第四節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護教案-教案下載-教習網(wǎng)

新課
習題課
總課時
第一課時金屬的電化學腐蝕
1
1
3
第二課時金屬腐蝕的防護
1
新課標要求：
能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。
查閱資料并交流：防止鋼鐵腐蝕的方法。
新增內(nèi)容（與舊教材）：
1.犧牲陽極的陰極保護法
2.外加電流的陰極保護法
具體安排
課題
第一課時金屬的電化學腐蝕
課型
新課
教學目標
（三維目標）
1．知識與技能目標
（1）知道金屬腐蝕的兩種類型（化學腐蝕和電化學腐蝕）。
（2）能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因,認識金屬腐蝕的危害。
（3）掌握化學腐蝕與電化學腐蝕的比較
2．過程與方法目標
（1）學會設計控制單一變量進行對比實驗以及對實驗設計進行評價。
（2）從實驗探究過程中提高對實驗現(xiàn)象的觀察能力和分析能力。
3．情感態(tài)度與價值觀目標
（1）通過金屬腐蝕與生產(chǎn)、生活實際相聯(lián)系的內(nèi)容,增強學生學習興趣.
（2）通過課堂探究活動,發(fā)展學生的探究能力,學會與人合作與交流,共同研究，探討科學問題。
重點和難點
金屬的電化學腐蝕的原理
教學手段
計算機輔助教學實驗輔助教學
教學方法
通過實驗激發(fā)學生的興趣，引導啟發(fā)學生分析、認識問題的本質并遷移知識，解決類似問題。
教學過程
[指導閱讀]：
引導學生閱讀P84—85金屬的電化學腐蝕內(nèi)容，回答下列問題。
1、什么是金屬腐蝕？其本質是什么?
2、金屬腐蝕有哪些種類？化學腐蝕和哪些因素有關？
3、什么是電化學腐蝕？
[歸納]：
一、金屬的電化學腐蝕
（一）、金屬腐蝕：
1、定義：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應而腐蝕損耗的過程。
2、本質：M – ne- → Mn+（氧化反應）
3、類型：化學腐蝕——直接反應電化學腐蝕——原電池反應
（二）、化學腐蝕
1、定義：金屬與接觸到的干燥氣體（如、、等）或非電解質液體（如）等直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。如：鋼管被原油中的腐蝕，
2、影響因素：與接觸物質的氧化性有關和溫度越高，化學腐蝕越。
（三）、電化學腐蝕：
1、定義：不純的金屬跟電解質溶液接觸時。會發(fā)生反應的金屬失去電子而被。如在潮濕的空氣中生銹。
[過渡]：鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里或濕度較大的環(huán)境里長期放置，常易生銹變紅，是什么原因？下面我們就來討論鋼鐵在潮濕的空氣中生銹的原因？
[實驗探究]：P85將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導管中水柱變化，并思考引起變化的原因？吸氧腐蝕

2、類型：
⑴ 、吸氧腐蝕：中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生腐蝕。
負極：2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正極：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
電池反應：2Fe+ O2 +2 H2O =2Fe(OH)2
進一步反應：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x) H2O
⑵、析氫腐蝕：當鋼鐵處于酸性環(huán)境中
負極：Fe - 2e- = Fe2+
正極：2H+ + 2e- =H2↑
電池反應：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
⑶、析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
條件
水膜呈
水膜呈
電極
反應
負極（Fe極）
正極（C極）
總反應
聯(lián)系
3、化學腐蝕與電化學腐蝕的比較：
電化腐蝕
化學腐蝕
條件
不純金屬或合金與接觸
與直接接觸
有無電流
有微弱電流產(chǎn)生
無電流產(chǎn)生
本質
較活潑的金屬被氧化
金屬被氧化
聯(lián)系
兩種腐蝕往往發(fā)生，但腐蝕更普遍，速度快，危害更重。
[典型例題]：例1、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：
⑴、若液面上升，則溶液呈性，
發(fā)生腐蝕，電極反應式為：負極：
正極：
⑵、若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，
電極反應式為：負極：正極：
例2、鋼鐵在銹蝕過程中，下列5種變化可能發(fā)生的是（ C ）
Fe由+2價轉化為+3價 ②、O2被還原 ③、產(chǎn)生H2
④、Fe(OH)3失水形成Fe2O3·H2O ⑤、雜質碳被氧化除去
A. ①② B. ③④ C. ①②③④ D. ①②③④⑤
作業(yè)：P87 1、2、3
課題
第二課時金屬腐蝕的防腐
課型
新課
教學目標（三維目標）
知識與技能
1、認識金屬腐蝕的危害及防腐措施，感受化學對人類生產(chǎn)和生活的影響。
2、掌握影響金屬腐蝕快慢的比較
二、過程與方法
通過學習增強保護環(huán)境的意識，節(jié)約意識。
三、情感、態(tài)度與價值
通過化學實驗（設計、驗證和評價）這一科學研究方法，培養(yǎng)學生實事求是的科學精神，幫助學生樹立正確的科學態(tài)度。
重點和難點
金屬腐蝕的防腐措施
教學手段
計算機輔助教學
教學方法
通過聯(lián)系生活激發(fā)學生的興趣，引導啟發(fā)學生分析現(xiàn)象、探究實質、總結規(guī)律。
教學過程
[提問]：請大家根據(jù)鐵生銹的原因，我們可以采取哪些措施防止鐵生銹？
二、金屬的電化學防護
1、犧牲陽極的陰極保護法
原電池的負極（陽極）的金屬被腐蝕
原電池的正極（陰極）的金屬被保護
⑴、原理：形成原電池反應時，讓被保護金屬做極，不反應，起到保護作用；而活潑金屬反應受到腐蝕。
⑵、裝置圖：
[科學探究]：驗證犧牲陽極的陰極保護法
原因：
2、外加電流陰極保護法：
⑴、原理：將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設備的腐蝕。
- +
⑵、裝置圖：
輔助陽極
[過渡]：除此以外還有哪些防護方法？
[歸納小結]：
3、改變金屬的內(nèi)部結構（鋼→不銹鋼，在鋼中加入鎳和鉻）。
4、覆蓋保護膜（涂油漆，電鍍，鈍化等）。
5、金屬被保護的效果比較：
電解池的陰極保護(外加電流陰極保護法)> 原電池的正極（犧牲陽極的陰極保護法）> 一般保護
[典型例題]：例3、為了防止鋼鐵銹蝕，下列防護方法中正確的是（ CD ）
A. 在精密機床的鐵床上安裝銅螺釘
B. 在排放海水的鋼鐵閥門上用導線連接一塊石墨，一同浸入海水中
C. 在海輪舷上用鐵絲系住鋅板浸在海水里
D. 在地下輸油的鑄鐵管上接直流電源的負極
例4、下列事實不能用電化學理論解釋的是（ B ）
A.輪船水線以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊
B.鋁片不用特殊方法保存
C.純鋅與稀硫酸反應時，滴入少量硫酸銅溶液后速率加快
D.鍍鋅的鐵比鍍錫的鐵耐用
[解析]：A選項是通過構成Zn—Fe原電池，在船殼上加Zn塊構成原電池負極，從而保護船體不被腐蝕。B選項是靠氧化膜保護鋁。C選項Zn＋Cu2+====Cu＋Zn2+，生成的Cu與Zn在溶液中構成原電池加快反應的速率。D選項中Zn—Fe原電池Zn為負極，而Fe—Sn原電池中Fe為負極，故前者Zn被氧化保護了鐵。答案：B
[問題探究]：探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個更易被腐蝕？為什么？
探究二：純鋅和粗鋅哪個更易和酸反應？如向酸中再加硫酸銅又會什么現(xiàn)象？
三、影響金屬腐蝕快慢比較
[典型例題]：例5、下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是 5 2 1 3 4
[結論]：1、原電池正極、電解池陰極受到保護
2、在同一電解質溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：
電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞防腐措施的腐蝕
作業(yè)：P88 4、5、6、8、9
習題課
1
1.出土的錫青銅（銅錫合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說法正確的是
A. 錫青銅的熔點比純銅高
B．在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫對銅起保護作用
C．錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學腐蝕過程，但不是化學反應過程
【答案】BC
2.鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應：
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列說法正確的是
A．反應①、②中電子轉移數(shù)目相等
B．反應①中氧化劑是氧氣和水
C．與銅質水龍頭連接處的鋼質水管不易發(fā)生腐蝕
D．鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學腐蝕
答案.A
3.下列敘述不正確的是
A．鐵表面鍍鋅，鐵作陽極
B．船底鑲嵌鋅塊，鋅作負極，以防船體被腐蝕
C．鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應：
D．工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應：
4.右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關描述錯誤的是
A．生鐵塊中的碳是原電池的正極
B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?br>C．兩試管中相同的電極反應式是：
D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕
【答案】B

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