人教版化學(xué)選修一《金屬腐蝕和防護(hù)》第一課時(shí)

1、 第二節(jié)金屬的腐蝕和防護(hù) 第一課時(shí)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 1能描述金屬腐蝕的化學(xué)原理，知道金屬防護(hù)的常用方法，認(rèn)識(shí)防止金屬腐蝕的重要意義。 2進(jìn)一步學(xué)會(huì)對(duì)比、比較認(rèn)識(shí)事物的科學(xué)方法和假設(shè)驗(yàn)證探究的思維方式，辯證的認(rèn)識(shí)外因條件對(duì)化學(xué)變化的影響；3參與試驗(yàn)探究觀察鐵生銹的過程，體會(huì)動(dòng)手試驗(yàn)自己獲得鐵的性質(zhì)的知識(shí)的成功愉悅，保持學(xué)習(xí)的興趣；教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：電化腐蝕的原因教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)方程式教學(xué)方法：教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究、師生共議、歸納總結(jié)。鐵銹斑斑鐵銹斑斑鐵銹的成分鐵銹的成分FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O鐵管生銹了鐵管生銹了鐵銹的成分鐵銹的成分FeFe2

2、 2O O3 3XHXH2 2O O四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋鋼鐵鋼鐵生銹生銹造成大橋造成大橋斷裂斷裂！斷裂斷裂銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅器表面生成一層薄薄的銅綠銅綠的主要銅綠的主要成分是成分是Cu2(OH)2CO3金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕定義：本質(zhì)：金屬失去電子被氧化。 金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、CI2、SO2等）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。1 1、化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕（2）原理：（1）定義：（3）影響因素：金屬跟氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)。金屬越活潑，越易被腐蝕；金屬

3、所處的環(huán)境溫度越高，腐蝕速率越快；氧化劑濃度越大，腐蝕速率越快。家用燃?xì)庠罴矣萌細(xì)庠罘旁谀蠘O已差不多放在南極已差不多9090年食品罐頭年食品罐頭 一般情況下，溫度的升高會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)速一般情況下，溫度的升高會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)速率。因此，溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響較明顯。率。因此，溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響較明顯。2 2、電化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕 不純不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)，比，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。一、原電池：一、原電池： 把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

4、的裝置把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置二、原電池原理二、原電池原理原電池原電池負(fù)極（較活潑金屬）負(fù)極（較活潑金屬）正極（較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體）正極（較不活潑金屬或非金屬導(dǎo)體）三、判斷原電池正、負(fù)極的方法三、判斷原電池正、負(fù)極的方法 較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過導(dǎo)線流向較不活潑的金潑的金屬（負(fù)極）通過導(dǎo)線流向較不活潑的金屬（正極）屬（正極）1、由組成原電池的兩極材料判斷；、由組成原電池的兩極材料判斷；2、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷；、根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷；3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷；、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷

5、；4、電極反應(yīng)現(xiàn)象、電極反應(yīng)現(xiàn)象復(fù)習(xí)回憶復(fù)習(xí)回憶四、構(gòu)成原電池的條件四、構(gòu)成原電池的條件:1、自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)、自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)2、有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非、有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極。金屬導(dǎo)體如碳棒）做電極。（一般負(fù)極與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)）（一般負(fù)極與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)）3、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中、兩極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 4、兩極相連形成閉合回路。、兩極相連形成閉合回路。科學(xué)探究科學(xué)探究 現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘，試管、植物油、現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘，試管、植物油、NaClNaCl溶液、溶液、CHCH3 3COOHCOOH溶液和煮沸

6、后迅速冷卻溶液和煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，你也可以選用其他物品，設(shè)計(jì)實(shí)的蒸餾水，你也可以選用其他物品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么驗(yàn)探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么條件下銹蝕速率快。條件下銹蝕速率快。不同條件下鐵釘?shù)母g不同條件下鐵釘?shù)母g實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方方案案CHCH3 3COOHCOOH溶溶液液煮沸后迅速煮沸后迅速冷卻的蒸餾冷卻的蒸餾水水NaClNaCl溶液溶液煮沸后迅速煮沸后迅速冷卻的蒸餾冷卻的蒸餾水水植物油植物油記記錄錄結(jié)結(jié)論論有氣泡產(chǎn)有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)生，反應(yīng)速率快速率快相當(dāng)長時(shí)相當(dāng)長時(shí)間鐵釘未間鐵釘未被腐蝕被腐蝕鐵釘被腐鐵釘被腐蝕最快蝕最快由于無由于無O O2 2，較長時(shí)

7、間較長時(shí)間鐵釘未被鐵釘未被腐蝕腐蝕鐵釘漸鐵釘漸漸生銹漸生銹鐵釘被鐵釘被腐蝕腐蝕無現(xiàn)象無現(xiàn)象由于無由于無O O2 2，鐵釘未被鐵釘未被腐蝕腐蝕無現(xiàn)象無現(xiàn)象由于無由于無O O2 2、H H2 2O O鐵釘不能鐵釘不能被腐蝕被腐蝕植植物物油油小結(jié)： 鐵釘遇到強(qiáng)酸或有O2、H2O存在的情況下，鐵均可被腐蝕，遇到電解質(zhì)時(shí)，一般腐蝕速率更快。 鋼鐵在干燥的空氣里長時(shí)間不易被腐蝕鋼鐵在干燥的空氣里長時(shí)間不易被腐蝕, ,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕, ,這是什么原這是什么原因呢因呢? ? 在潮濕的空氣里在潮濕的空氣里, ,鋼鐵表面吸附了一層薄鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水能電離出

8、少量的薄的水膜。水能電離出少量的H H + +和和OH OH - -, ,同時(shí)同時(shí)由于空氣中由于空氣中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 - 這樣在這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜薄膜, ,它跟鋼鐵里的鐵和少量的它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無數(shù)微碳構(gòu)成無數(shù)微小的原電池小的原電池。其中鐵作負(fù)極其中鐵作負(fù)極,碳作正極。碳作正極。OH -Fe2+FeCH2Fe2+O2FeCe e-e e-e e-e e-e e-e e- 在負(fù)極，鐵失去電子而被氧化成在負(fù)極，鐵失去電子

9、而被氧化成Fe2+： Fe 2e-=Fe 2+ 在正極，有兩種情況：在正極，有兩種情況： 吸氧腐蝕：吸氧腐蝕： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH 析氫腐蝕：析氫腐蝕： 2H +2e - = H2吸氧腐蝕與析氫腐蝕（以鋼鐵為例）類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件正極反應(yīng)(C)負(fù)極反應(yīng)(Fe)其他反應(yīng)水膜呈弱酸性或中性O(shè)2+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失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹 化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕都是鐵化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕都是鐵等

10、等金屬原子失去電子金屬原子失去電子變成陽離子的變成陽離子的過程。也就是說過程。也就是說, ,金屬在腐蝕過程中金屬在腐蝕過程中, ,發(fā)生了發(fā)生了氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)。小結(jié)：金屬腐蝕的本質(zhì)小結(jié)：金屬腐蝕的本質(zhì) 案例分析：燒過菜的鐵鍋如果未及時(shí)案例分析：燒過菜的鐵鍋如果未及時(shí)洗凈（殘液中含洗凈（殘液中含 NaClNaCl），第二天便出現(xiàn)紅），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為棕色銹斑（主要成分為Fe Fe 2 2 O O 3 3nHnH2 2O O）。請(qǐng)）。請(qǐng)問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕問這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕? ?為什為什么么? ?解析：屬于電化學(xué)腐蝕。解析：屬于電化學(xué)腐蝕。

11、因?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的因?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的, ,鐵鍋生鐵鍋生銹是因?yàn)殇P是因?yàn)镕e-C-NaClFe-C-NaCl形成原電池。鐵作形成原電池。鐵作負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。被腐蝕。1、鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式是（ ）A、 Fe 2e-=Fe 2+B、 2H + + 2e- =H2 C、 4OH - - 4e-= 2H2O + O2 D、 2H2O + O2 + 4e- = 4OH - D D2、如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是（ ）A、B、C、FeFeFeFeFeFeSnSnZnZnA A 3、有a、

12、b、c、d四種金屬。將a與b連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度的鹽酸中，d比a反應(yīng)強(qiáng)烈。將銅浸入b的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為： ( ) Aa c d b Bd a b c Cd b a c Db a d cB B(1)(1)、若液面上升，則溶液呈、若液面上升，則溶液呈_性，發(fā)性，發(fā)生生_腐蝕腐蝕, ,電極反應(yīng)式為：電極反應(yīng)式為： 負(fù)極：負(fù)極：_,_,正極：正極：_ _ 4 4、如圖、如圖, , 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：放置數(shù)天觀察：(2)(2)、若液面下降，則溶液呈、若液面下降，則溶液呈_性，性，發(fā)生發(fā)生_腐蝕，電極反應(yīng)式為：腐蝕，電極反應(yīng)式為： 負(fù)極：負(fù)極：_ _ 正極：正極：_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