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1、2022年高中化學(xué) 《金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)》教案5 新人教版選修4
課本:化學(xué)與生活 選修
知識(shí)與技能:
1、了解金屬腐蝕的本質(zhì)及分類,特別是電化學(xué)腐蝕的原理;
2、明確金屬防護(hù)的方法,解決一些生活問(wèn)題。
教學(xué)過(guò)程與方法:
通過(guò)對(duì)生活中一些常見(jiàn)現(xiàn)象,激發(fā)興趣,聯(lián)系以前學(xué)過(guò)的知識(shí),進(jìn)而培養(yǎng)起分析并解決生活中實(shí)際問(wèn)題的能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:切實(shí)感受金屬及合金在國(guó)家建設(shè)及社會(huì)生活中的重要作用,形成愛(ài)護(hù)資源,科學(xué)實(shí)用資源的正確思想。
教學(xué)重點(diǎn):了解金屬腐蝕的本質(zhì)及原理
教學(xué)難點(diǎn):了解金屬腐蝕的本質(zhì)及原理,生活中一些金屬用品的防護(hù)
課時(shí)安排:1課時(shí)
教學(xué)過(guò)程:
[創(chuàng)設(shè)情
2、境] (展示圖片)大家在生活中經(jīng)常會(huì)看到嶄新的欄桿,外層保護(hù)層壞了之后很快就生銹了。買(mǎi)回來(lái)的自行車,用了一段時(shí)間漆層脫落的地方也出現(xiàn)生銹的跡象了,再用一段時(shí)間就銹跡斑斑。
[提問(wèn)] 金屬為什么易被腐蝕呢?
[學(xué)生]
[投影圖4-4-3]
[講解] 因?yàn)楹芏嘟饘俣际遣患兊?。就拿鋼鐵來(lái)說(shuō)吧。鋼鐵不是純鐵,而是鐵合金,因?yàn)樵谝睙捴胁豢赡茏龅酵耆ヌ荚?,另外適量的碳也可以提高鋼鐵的性能。欄桿、自行車表面鍍層或漆層等保護(hù)層脫落后,一般都處在潮濕的空氣中或者被雨水淋濕,在暴露出的鋼鐵表面上就回形成一層水膜,就組成了無(wú)數(shù)微小的原電池。
[板書(shū)] 課題4 金屬制品的防護(hù)
一、自行車金屬部
3、件為什么易被腐蝕
[知識(shí)回顧] 請(qǐng)大家回顧一下,構(gòu)成原電池都需要哪些條件?
[學(xué)生] (1)有兩個(gè)活潑性不同的金屬(或金屬與非金屬)作電極
(2)有電解質(zhì)溶液(酸、堿、鹽)
(3)形成閉合回路
[講解] 這水膜中溶有二氧化碳等物質(zhì)充當(dāng)了電解質(zhì)溶液的角色。鐵與碳相比,鐵較活潑,因此鐵相當(dāng)于微小原電池的負(fù)極,碳相當(dāng)于微小原電池的正極。
[投影板書(shū)并講解] (投影圖4-4-4)
負(fù)極:
正極:
總反應(yīng):
[講授] 氫氧化亞鐵不穩(wěn)定會(huì)被空氣中的氧氣氧化生成紅褐色的氫氧化鐵,氫氧化鐵又分解生成紅色的三氧化二鐵(即鐵銹)。我們把金屬在有電解質(zhì)溶液存在情況下通過(guò)原電池反應(yīng)發(fā)生的腐蝕叫電
4、化學(xué)腐蝕。所以鋼鐵不僅在潮濕的空氣中,還是直接與海水、雨水、河水等含電解質(zhì)的溶液接觸都會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。
[板書(shū)]
[追根尋源] 在酸雨比較嚴(yán)重的地區(qū)或H+濃度較高的潮濕環(huán)境中,鋼鐵有可能會(huì)發(fā)生另一種電化學(xué)腐蝕——析氫腐蝕。
負(fù)極:
正極:
做飯用的鐵鍋天長(zhǎng)日久越用越薄,發(fā)生的化學(xué)變化為在高溫條件下鐵被空氣中的氧氣直接氧化。
[總結(jié)] 除了發(fā)生電化學(xué)腐蝕外,金屬與氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)直接接觸也能被腐蝕。像這種金屬與氧化劑直接接觸而被腐蝕的過(guò)程,稱為化學(xué)腐蝕。
[提問(wèn)] 那大家觀察一下剛才所學(xué)的腐蝕,是否能從中總結(jié)出金屬腐蝕的本質(zhì)是什么?
[學(xué)生] 金屬原子失去電子變成金屬陽(yáng)離子,
5、在此過(guò)程中金屬被氧化。
[板書(shū)]金屬腐蝕的本質(zhì)
[比較分析]
析 氫 腐 蝕
吸 氧 腐 蝕
條件
水膜呈酸性
CO2+H2O=H2CO3 =H++HCO3-
水膜呈中性或酸性很弱
電極反應(yīng)
負(fù)極Fe(- )
正極C(+)
總反應(yīng):
Fe→Fe2++2e-
2H++2e-→H2↑
Fe+2H+=Fe2++H2↑
2Fe→2Fe2++4e-
O2+2H2O+4e-→4OH-
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe(OH)3變Fe2O3 · nH2O
聯(lián)系
通常兩種腐蝕同時(shí)
6、存在,但以后者更普遍。
[板書(shū)] 電化學(xué)腐蝕形成的條件是:
電化學(xué)腐蝕的特征是:
[過(guò)渡] 如何防腐呢?
[交流研討] 1.鐵鍋用完后要刷洗干凈并保持干燥。如果炒完菜之后不刷鍋,殘留的菜湯會(huì)對(duì)鐵鍋產(chǎn)生什么影響?
2.哪些方法可以防止自行車金屬部件的腐蝕?
[學(xué)生]
[板書(shū)] 二、自行車金屬部件的防腐蝕
[投影] 圖4-4-7
[根據(jù)學(xué)生的回答進(jìn)行歸納小結(jié)] 在自行車出廠前在金屬部件的表面加上防護(hù)層的方法,如給車架、擋泥板、車后座烤上一層漆,車把、車圈、車輻條進(jìn)行電鍍,將車座彈簧用一層“烤藍(lán)”保護(hù)等。我們?cè)谄匠J褂脮r(shí),也要注意對(duì)自行車的保養(yǎng),比如給鏈條涂上機(jī)油,給軸承涂上凡
7、士林,要防止自行車的磕磕碰碰,要保持自行車的干燥等。
[板書(shū)] 金屬的防腐措施:
1.加保護(hù)層 搪瓷、塑料、鍍金屬、涂油、噴漆
[閱讀] 指導(dǎo)閱讀“知識(shí)支持”電鍍
[提問(wèn)] 即使車輻條的鋅鍍層部分破損,還可以為鐵繼續(xù)提供可靠的保護(hù),為什么?
[學(xué)生] 在潮濕的環(huán)境中,鐵、鋅和水膜可形成微小的原電池,鋅活潑作為負(fù)極先被消耗。
[講解] 這就是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。
[板書(shū)] 2.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法
[交流研討] 在輪船水面以下的船體上常要焊上鋅塊或鋁塊。結(jié)合金屬腐蝕的條件和輪船本身的材料及所處環(huán)境,分析這樣做的原因。
[學(xué)生]
[思考] 連接照明電路時(shí),不可把銅線和鋁線擰
8、在一起,這是為什么?
[學(xué)生]
[閱讀] 指導(dǎo)閱讀“拓展視野”
[過(guò)渡] 在現(xiàn)代社會(huì)中,金屬材料的用量越來(lái)越大,品種也 越來(lái)越多??梢院敛豢鋸埖卣f(shuō),金屬材料是現(xiàn)代物質(zhì)文明的基礎(chǔ)。不過(guò),需要注意的是,金屬材料一直在悄悄地經(jīng)受著破壞——腐蝕。全世界每年因腐蝕而損失的金屬材料的數(shù)量相當(dāng)多。因此,金屬的防腐蝕問(wèn)題一直是世界科技領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。
全世界每年因腐蝕而損失的金屬材料超過(guò)1億噸,經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百億元。
[提問(wèn)] 有沒(méi)有不被腐蝕的自行車?
[學(xué)生]
[板書(shū)] 三、自行車中的合金材料
[講解] 這就是我們要介紹的第三種金屬防護(hù)方法。那就是改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如生產(chǎn)合金鋼)
[
9、板書(shū)] 合金:由金屬與其他金屬或非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。
鐵合金 銅合金 鎂合金 鋁合金 鈦合金等
[投影] 各種合金圖片并講解
[閱讀] 指導(dǎo)閱讀表4-4-1
[課堂練習(xí)]
1.鋼鐵腐蝕發(fā)生得最普遍的是: ( )
A.化學(xué)腐蝕 B.析氫腐蝕 C.吸氧腐蝕 D. 摩擦損耗
2.埋在地下的輸油鑄鐵管道,在下列各種情況下被腐蝕速率最慢的是 ( )
A.在潮濕疏松的土壤中; B.在含鐵元素較多的酸性土壤中;
C.在干燥致密不透氣的土壤中; D.在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤中
10、
3. 下列防腐措施中,屬于電化學(xué)保護(hù)法的是 ( )
A.用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的氧化物保護(hù)膜
B.在金屬中加入一些鉻或鎳支撐金屬或合金
C.在輪船的船殼水線以下部分裝上一鋅錠 D.金屬表面噴漆
4. 下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是 ( )
A.在輪船的船殼水線以下部分裝有一定量的鋅塊
B.鍍鋅的鐵制品比鍍錫的鐵制品耐用
C.鋁片不用特殊方法保存
D.常溫下鋁跟稀硫酸快速反應(yīng),跟濃硫酸幾乎不反應(yīng)。
答案:CCCCC
[總結(jié)]利用電化學(xué)原理來(lái)破壞或
11、減少發(fā)生腐蝕條件的方法,叫做電化學(xué)保護(hù)法。用比鐵活潑的金屬進(jìn)行電鍍保護(hù)鐵不被腐蝕的電化學(xué)保護(hù)法叫做“犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法”。將金屬和一塊不溶性輔助分別連接到電源的負(fù)極和正極上,接通直流電源,使電子流入金屬的方法,叫外加電流的陰極保護(hù)法。
[作業(yè)] P108 1、3
主板書(shū)
課題4 金屬制品的防護(hù)
一、自行車金屬部件為什么易被腐蝕
負(fù)極:
正極:
總反應(yīng):
金屬腐蝕的本質(zhì)
電化學(xué)腐蝕形成的條件是:
電化學(xué)腐蝕的特征是:
二、自行車金屬部件的防腐蝕
金屬的防腐措施:
1. 加保護(hù)層 搪瓷、塑料、鍍金屬、涂油、噴漆
2. 犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法
三、自行車中的合金材料
合金:由金屬與其他金屬或非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。
鐵合金 銅合金 鎂合金 鋁合金 鈦合金等
[作業(yè)] P108 1、3