人教版化学选修一《金属腐蚀和防护》第一课时

1、 第二节金属的腐蚀和防护 第一课时教学目标教学目标 1能描述金属腐蚀的化学原理，知道金属防护的常用方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。 2进一步学会对比、比较认识事物的科学方法和假设验证探究的思维方式，辩证的认识外因条件对化学变化的影响；3参与试验探究观察铁生锈的过程，体会动手试验自己获得铁的性质的知识的成功愉悦，保持学习的兴趣；教学重点：教学重点：电化腐蚀的原因教学难点：教学难点：析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应方程式教学方法：教学方法：实验探究、师生共议、归纳总结。铁锈斑斑铁锈斑斑铁锈的成分铁锈的成分FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O铁管生锈了铁管生锈了铁锈的成分铁锈的成分FeFe2

2、 2O O3 3XHXH2 2O O四川省宜宾市城区的南门大桥四川省宜宾市城区的南门大桥钢铁钢铁生锈生锈造成大桥造成大桥断裂断裂！断裂断裂铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿的主要铜绿的主要成分是成分是Cu2(OH)2CO3金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀定义：本质：金属失去电子被氧化。 金属跟接触到的物质（如O2、CI2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。1 1、化学腐蚀、化学腐蚀（2）原理：（1）定义：（3）影响因素：金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。金属越活泼，越易被腐蚀；金属

3、所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。家用燃气灶家用燃气灶放在南极已差不多放在南极已差不多9090年食品罐头年食品罐头 一般情况下，温度的升高会加快化学反应速一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。2 2、电化学腐蚀、电化学腐蚀 不纯不纯的金属（或合金）跟电解质的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会溶液接触时，会发生原电池反应发生原电池反应，比，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做种腐蚀叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。一、原电池：一、原电池： 把化学能转化为电能

4、的装置把化学能转化为电能的装置二、原电池原理二、原电池原理原电池原电池负极（较活泼金属）负极（较活泼金属）正极（较不活泼金属或非金属导体）正极（较不活泼金属或非金属导体）三、判断原电池正、负极的方法三、判断原电池正、负极的方法 较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）属（正极）1、由组成原电池的两极材料判断；、由组成原电池的两极材料判断；2、根据电流方向或电子流动方向判断；、根据电流方向或电子流动方向判断；3、根据原电池两极发生的变化来判断；、根据原电池两极发生的变化来判断

5、；4、电极反应现象、电极反应现象复习回忆复习回忆四、构成原电池的条件四、构成原电池的条件:1、自发进行的氧化还原反应、自发进行的氧化还原反应2、有两种活动性不同的金属（或一种是非、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。金属导体如碳棒）做电极。（一般负极与电解质发生氧化还原反应）（一般负极与电解质发生氧化还原反应）3、两极材料均插入电解质溶液中、两极材料均插入电解质溶液中。 4、两极相连形成闭合回路。、两极相连形成闭合回路。科学探究科学探究 现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、现有洁净无锈的铁钉，试管、植物油、NaClNaCl溶液、溶液、CHCH3 3COOHCOOH溶液和煮沸

6、后迅速冷却溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实的蒸馏水，你也可以选用其他物品，设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么验探究铁钉锈蚀需要哪些条件，以及在什么条件下锈蚀速率快。条件下锈蚀速率快。不同条件下铁钉的腐蚀不同条件下铁钉的腐蚀实实验验方方案案CHCH3 3COOHCOOH溶溶液液煮沸后迅速煮沸后迅速冷却的蒸馏冷却的蒸馏水水NaClNaCl溶液溶液煮沸后迅速煮沸后迅速冷却的蒸馏冷却的蒸馏水水植物油植物油记记录录结结论论有气泡产有气泡产生，反应生，反应速率快速率快相当长时相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉被腐铁钉被腐蚀最快蚀最快由于无由于无O O2 2，较长时

7、间较长时间铁钉未被铁钉未被腐蚀腐蚀铁钉渐铁钉渐渐生锈渐生锈铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无由于无O O2 2，铁钉未被铁钉未被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无由于无O O2 2、H H2 2O O铁钉不能铁钉不能被腐蚀被腐蚀植植物物油油小结： 铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的情况下，铁均可被腐蚀，遇到电解质时，一般腐蚀速率更快。 钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀, ,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀但在潮湿的空气里却很快被腐蚀, ,这是什么原这是什么原因呢因呢? ? 在潮湿的空气里在潮湿的空气里, ,钢铁表面吸附了一层薄钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水能电离出

8、少量的薄的水膜。水能电离出少量的H H + +和和OH OH - -, ,同时同时由于空气中由于空气中COCO2 2的溶解的溶解, ,使水里的使水里的H H + + 增多：增多： H2O + CO2 H2CO3 H + + HCO3 - 这样在这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜薄膜, ,它跟钢铁里的铁和少量的它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微碳构成无数微小的原电池小的原电池。其中铁作负极其中铁作负极,碳作正极。碳作正极。OH -Fe2+FeCH2Fe2+O2FeCe e-e e-e e-e e-e e-e e- 在负极，铁失去电子而被氧化成在负极，铁失去电子

9、而被氧化成Fe2+： Fe 2e-=Fe 2+ 在正极，有两种情况：在正极，有两种情况： 吸氧腐蚀：吸氧腐蚀： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH 析氢腐蚀：析氢腐蚀： 2H +2e - = H2吸氧腐蚀与析氢腐蚀（以钢铁为例）类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件正极反应(C)负极反应(Fe)其他反应水膜呈弱酸性或中性O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+水膜呈酸性2H+2e-=H2Fe-2e-=Fe2+Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2 +2H2O+ O2= 4Fe(OH)34Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈 化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁化学腐蚀和电化学腐蚀都是铁等

10、等金属原子失去电子金属原子失去电子变成阳离子的变成阳离子的过程。也就是说过程。也就是说, ,金属在腐蚀过程中金属在腐蚀过程中, ,发生了发生了氧化还原反应氧化还原反应。小结：金属腐蚀的本质小结：金属腐蚀的本质 案例分析：烧过菜的铁锅如果未及时案例分析：烧过菜的铁锅如果未及时洗净（残液中含洗净（残液中含 NaClNaCl），第二天便出现红），第二天便出现红棕色锈斑（主要成分为棕色锈斑（主要成分为Fe Fe 2 2 O O 3 3nHnH2 2O O）。请）。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀? ?为什为什么么? ?解析：属于电化学腐蚀。解析：属于电化学腐蚀。

11、因为铁锅是由生铁做成的因为铁锅是由生铁做成的, ,铁锅生铁锅生锈是因为锈是因为Fe-C-NaClFe-C-NaCl形成原电池。铁作形成原电池。铁作负极，失去电子变成亚铁离子，从而负极，失去电子变成亚铁离子，从而被腐蚀。被腐蚀。1、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（ ）A、 Fe 2e-=Fe 2+B、 2H + + 2e- =H2 C、 4OH - - 4e-= 2H2O + O2 D、 2H2O + O2 + 4e- = 4OH - D D2、如图所示，各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（ ）A、B、C、FeFeFeFeFeFeSnSnZnZnA A 3、有a、

12、b、c、d四种金属。将a与b连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应强烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性顺序由强到弱的为： ( ) Aa c d b Bd a b c Cd b a c Db a d cB B(1)(1)、若液面上升，则溶液呈、若液面上升，则溶液呈_性，发性，发生生_腐蚀腐蚀, ,电极反应式为：电极反应式为： 负极：负极：_,_,正极：正极：_ _ 4 4、如图、如图, , 水槽中试管内有一枚铁钉，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：放置数天观察：(2)(2)、若液面下降，则溶液呈、若液面下降，则溶液呈_性，性，发生发生_腐蚀，电极反应式为：腐蚀，电极反应式为： 负极：负极：_ _ 正极：正极：_弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2 2Fe - Fe - 4 4e e- -2 2FeFe2+2+O O2 2+2H+2H2 2O+4