高一化學(xué)《 金屬的電化學(xué)腐蝕》教案

1、金屬的電化學(xué)腐蝕一、教材分析在高中課程標(biāo)準(zhǔn)必修教科書化學(xué)2中，已經(jīng)介紹了化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)換，即原電池的相關(guān)知識。本節(jié)是在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生了解金屬的腐蝕原理和防護(hù)方法等。教材首先以彩色圖片介紹銹跡斑斑的鋼鐵，來引入金屬的腐蝕。金屬的腐蝕包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩部分內(nèi)容。為了降低難度，教科書中沒有出現(xiàn)“吸氧腐蝕”和“析氫腐蝕”這兩個名詞，只是介紹了鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時在正極上發(fā)生的這兩類原電池反應(yīng)。最后強(qiáng)調(diào)指出化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子變成陽離子的過程。二、學(xué)情分析通過上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了原電池和電解池的化學(xué)原理，本節(jié)課就是要應(yīng)用原電池和電解池的化學(xué)原理，研究金屬腐

2、蝕的原因和金屬的防護(hù)問題。為了培養(yǎng)同學(xué)們的自學(xué)能力，理論聯(lián)系實際的能力和對知識歸納總結(jié)的能力。三、教學(xué)目標(biāo)1、能通過多種方式了解金屬腐蝕帶來的危害，認(rèn)識防止金屬腐蝕的重要意義。2、了解化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的含義，理解電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件。3、通過實驗探究鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別，并認(rèn)識不同腐蝕發(fā)生的條件。4、了解常見的防止金屬腐蝕的方法，并能解釋其中的原因。5、培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，理論聯(lián)系實際的能力和歸納總結(jié)知識的能力。6、使學(xué)生樹立環(huán)境保護(hù)意識和珍惜資源，可持續(xù)發(fā)展的意識。四、教學(xué)重點：電化學(xué)腐蝕的原因、防止金屬腐蝕的方法 教學(xué)難點：析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)方程式。五、教學(xué)過程第一課

3、時：引入 據(jù)報道：全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失的總和的6倍。這還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。鋼鐵因腐蝕而報廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25%30%。面對這樣驚人的數(shù)據(jù)，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？學(xué)生回答 鐵會與空氣中的氧氣及水蒸汽等作用生成鐵銹。講述鐵的腐蝕可分為多種情況：在高溫下鐵可能與空氣總的氧氣發(fā)生反應(yīng)；在酸性環(huán)境下，鐵會與酸發(fā)生反應(yīng)；在中性或堿性條件下，鐵會與空氣中的氧氣及水蒸氣發(fā)生反

4、應(yīng)。自主探究： 閱讀教材P23，回答 1、什么是金屬的腐蝕？ 2、金屬的腐蝕可分為哪幾類？ 3、金屬的電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是什么？ 4、上面所講述的鐵的腐蝕情況中，哪些是化學(xué)腐蝕哪些是電化學(xué)腐蝕？板書金屬的電化學(xué)腐蝕1、 金屬的腐蝕2、 金屬的化學(xué)腐蝕3、 金屬的電化學(xué)腐蝕聯(lián)系舊知 按下圖進(jìn)行實驗）請比較下列現(xiàn)象的差異？ 歸納小結(jié)14、金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較 金屬腐蝕的實質(zhì)金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：M-ne-=Mn+金屬的腐蝕種類化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕原理金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕區(qū)

5、別直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕過程無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬直接被腐較活潑金屬被腐蝕腐蝕速度電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕聯(lián)系往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大繼續(xù)探究 進(jìn)行P24活動與探究，觀察實驗現(xiàn)象，回答有關(guān)問題：1、鐵粉中加入炭粉有何作用？兩裝置中均能形成原電池嗎？2、兩裝置中的實驗現(xiàn)象有何不同？產(chǎn)生的現(xiàn)象說明什么問題？歸納小結(jié)25、吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較實驗編號ab所用電解質(zhì)NaClCH3COOH主要實驗現(xiàn)象右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面上升右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面下降原因分析有氣體參與反應(yīng)(O2)有氣體生成(H2)腐蝕類型形成條件發(fā)生吸氧腐蝕水膜酸性很弱或呈中性發(fā)生析氫腐蝕水膜酸性較強(qiáng)電極反應(yīng)式正極O

6、2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e-=H2負(fù)極Fe - 2e- = Fe2+電池總反應(yīng)2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe+2H+=Fe2+H2 溶液中反應(yīng)(鐵銹的生成)Fe2+2OH-= Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O出現(xiàn)的頻率較高較低交流與討論P(yáng)25哪些因素影響了金屬腐蝕的快慢呢?1、相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。2、1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。3、用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹。4、當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性時，工廠附近的鐵制品容易生銹。6、

7、金屬腐蝕快慢的判斷(一)對于不同的金屬而言：與金屬的活潑性有關(guān)，一般地，活潑性越強(qiáng)的金屬，越_容易_被腐蝕。(二)對于同種金屬而言：與引起腐蝕的原因有關(guān)：一般說來，電解原理引起的腐蝕 _原電池原理引起的腐蝕_化學(xué)腐蝕 _有防腐措施的腐蝕(2) 與介質(zhì)條件有關(guān)：一般說來同種金屬的腐蝕在強(qiáng)電解質(zhì)中_弱電解質(zhì)中 _非電解質(zhì)中(3)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)：兩極材料的活動性差別越大，較活潑金屬被腐蝕的速度越 快 。(4)與環(huán)境溫度有關(guān)，溫度越高，金屬腐蝕速度越 快 。注意：在鋼鐵的腐蝕過程中，其電化學(xué)腐蝕更嚴(yán)重，在電化學(xué)腐蝕中，吸氧腐蝕更普遍。六、板書設(shè)計金屬的電化學(xué)腐蝕1金屬的腐蝕2金屬的化學(xué)腐蝕

8、3金屬的電化學(xué)腐蝕4、金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕比較 金屬腐蝕的實質(zhì)金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程：M-ne-=Mn+金屬的腐蝕種類化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕原理金屬和其它物質(zhì)直接接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)，使較活潑的金屬失電子被氧化而引起的腐蝕區(qū)別直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕過程無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬直接被腐較活潑金屬被腐蝕腐蝕速度電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕聯(lián)系往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更大5、吸氧腐蝕與析氫腐蝕的比較實驗編號ab所用電解質(zhì)NaClCH3COOH主要實驗現(xiàn)象右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面上升右側(cè)導(dǎo)管內(nèi)液面下降原因分析有氣體參與反應(yīng)(O2)有氣體生

9、成(H2)腐蝕類型形成條件發(fā)生吸氧腐蝕水膜酸性很弱或呈中性發(fā)生析氫腐蝕水膜酸性較強(qiáng)電極反應(yīng)式正極O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e-=H2負(fù)極Fe - 2e- = Fe2+電池總反應(yīng)2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe+2H+=Fe2+H2 溶液中反應(yīng)(鐵銹的生成)Fe2+2OH-= Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O出現(xiàn)的頻率較高較低6、金屬腐蝕快慢的判斷七、課后練習(xí)A類：X、Y、Z、M代表四種金屬元素，金屬X和Z用導(dǎo)線連接放入稀H2SO4中時，X溶解，Z極上有H2放出，若電解Y2+和Z2+共存的溶液時，Y先析出，又知M2+的氧化性強(qiáng)于Y2+。則這四種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序為( A )A.XZYM B.XYZMC.MZXY D.XZMYB類：4.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)是( C )A.2H2O