4.3金属的腐蚀与防护教学设计高二上学期化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能第三节金属的腐蚀与防护【教学目标】1.认识金属腐蚀的严重性及危害，培养防止金属腐蚀的意识，熟知金属腐蚀常用的防护方法。2.探究金属腐蚀的本质及其原因，认识金属腐蚀的主要类型，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式。3．能用电化学原理解释钢铁腐蚀的现象。4.掌握金属防护的方法，能够利用电化学知识进行金属的防护。【教学重难点】1.金属的电化学腐蚀及电化学防护原理；2.金属发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理。【辅助工具】多媒体、视频【教学过程】【导入】图片展示：金属腐蚀在生活中很常见。【师】金属腐蚀存在一些危害，比如说会造成经济损失，引发安全威胁。这节课我们就来深入的学习金属腐蚀的相关知识点。【讲解】1.金属腐蚀的定义：指金属与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化学腐蚀定义金属与其表面接触的一些物质直接反应而引起的腐蚀不纯的金属或合金与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀本质金属直接被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程有无电流无有共同点都是金属的氧化反应相互联系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更严重化学腐蚀相对较慢，电化学腐蚀相对较快【过渡】由于条件不同，钢铁腐蚀可分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。【讲解】2.钢铁的电化学腐蚀析氢腐蚀负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：2H＋＋2e－===H2↑总：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑【思考】析氢腐蚀下的电解质溶液应当满足什么条件？【讲解】析氢腐蚀过程中电解质溶液呈强酸性、较强酸性吸氧腐蚀负极：Fe－2e－===Fe2＋正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－总：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2其他反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)32Fe(OH)3＝Fe2O3·xH2O＋(3－x)H2O【思考】吸氧腐蚀下的电解质溶液应当满足什么条件？【讲解】吸氧腐蚀过程中电解质溶液呈弱酸性或呈中性、有氧。【播放视频】【思考与探究】实验43将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图的装置中。一段时间后观察导管中水柱的变化，思考原因。【引导】一段时间后水柱升高，因为发生吸氧腐蚀，试管内压强减小，水柱升高涉及的反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2【小结】学生交流总结并完成下列表格的填写析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极正极总反应式相互联系【讲解】金属腐蚀的快慢规律金属腐蚀类型的差异电解原理引起腐蚀>原电池原理引起腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀电解质溶液的影响对同一金属来说，腐蚀的快慢（浓度相同）：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液；对同一电解质溶液来说，电解质浓度越大，腐蚀速率越快；对活泼型不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀速率越快。【过渡】既然金属腐蚀在生活中很常见，又会存在一些危害，那如何进行防护呢？【PPT展示图片】生活中金属的防护【师】所谓的金属防护，即就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化，应从金属腐蚀的化学反应原理、腐蚀的类型等方面来确定金属防护的具体方法。方法一：改变金属材料的组成方法二：在金属表面覆盖保护层方法三：电化学保护法牺牲阳极法：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀原理：原电池原理要求：活泼性强的金属作负极，被保护金属作正极。实验探究牺牲阳极法检验Fe2+的特征方法：加入铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，则证明没有起到防护作用。外加电流法：利用电解池原理，将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。原理：电解池原理要求：被保护的金属与外接电源负极相连作阴极。【小结】金属的电化学防护法【课堂小结】【板书设计】【巩固练习】1．铜板上的铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示，下列有关说法不正确的是()A．正