4.3金屬的腐蝕與防護課件高二化學(xué)人教版選擇性必修1

選擇性必修1第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第三節(jié)金屬的腐蝕與防護010302宏觀辨識與微觀探析科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任科學(xué)探究與創(chuàng)新意識

通過觀察到的實驗現(xiàn)象，證據(jù)推理得到實驗結(jié)論，初步形成分析推理、對比歸納的能力及宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。

通過對金屬腐蝕原理的探析，加深對與原電池工作原理的認(rèn)識初步建立金屬腐蝕的基本模型，提高設(shè)計實驗?zāi)芰?、?chuàng)新能力及模型認(rèn)知能力。

通過創(chuàng)設(shè)真實有意義的教學(xué)情境，認(rèn)識化學(xué)知識與人類生活的密切聯(lián)系，體會化學(xué)科學(xué)的重要性，激發(fā)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)的激情，感受科學(xué)精神與社會責(zé)任核心素養(yǎng)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)一探究金屬腐蝕的原理品

名：一次性保暖貼主要成分：鐵粉、活性炭、食鹽、水、蛭石、

吸水性樹脂。使用說明：使用時將外包裝袋撕開，取出內(nèi)袋，將保護紙揭下，貼在需要取暖或熱敷部位的內(nèi)衣外側(cè)；嚴(yán)禁直接接觸皮膚?！芭瘜殞殹笔嵌毂Ｅ胧┲唬埥Y(jié)合一次性保暖貼的說明書思考討論：保暖貼的發(fā)熱原理是什么？實驗?zāi)康模禾骄縊2

是否參與反應(yīng)實驗用品：鐵-碳粉、食鹽水、錐形瓶、導(dǎo)管(帶塞)、燒杯實驗方案：實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論：任務(wù)一探究金屬腐蝕的原理如右圖實驗?zāi)康模禾骄縊2

是否參與反應(yīng)實驗用品：鐵-碳粉、食鹽水、錐形瓶、導(dǎo)管(帶塞)、燒杯實驗方案：實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論：任務(wù)一探究金屬腐蝕的原理氧氣參與反應(yīng)右端導(dǎo)管中的液面上升如右圖數(shù)字化實驗證明鋼鐵腐蝕時氧氣參與反應(yīng)數(shù)字化實驗測定鋼鐵腐蝕時氧氣濃度變化實驗?zāi)康模禾骄縁e-C-食鹽水

能否形成原電池實驗藥品：鐵片、碳棒、食鹽水實驗儀器：燒杯、導(dǎo)線、靈敏電流計實驗方案：實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論：任務(wù)一探究金屬腐蝕的原理Fe-C-食鹽水

形成原電池靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)如右圖實驗?zāi)康模禾骄侩姌O產(chǎn)物實驗藥品：鐵氰化鉀溶液、酚酞實驗步驟：實驗現(xiàn)象：實驗結(jié)論：負(fù)極溶液生成藍色沉淀，正極溶液變紅，pH增大負(fù)極產(chǎn)物為Fe2+，正極產(chǎn)物為OH-任務(wù)一探究金屬腐蝕的原理負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=4OH-電極反應(yīng)物與產(chǎn)物分別是什么？如何驗證？資料卡片：已知Fe2＋與K3[Fe(CN)6]溶液，反應(yīng)生成KFe[Fe(CN)6]沉淀(黃色)（帶有特征藍色）取負(fù)極附近溶液少許于試管中，加入鐵氰化鉀溶液；取正極附近溶液少許于另一試管中，滴加酚酞溶液。負(fù)極材料離子導(dǎo)體正極材料電子導(dǎo)體電極反應(yīng)電極產(chǎn)物微觀過程電極反應(yīng)物失電子氧化反應(yīng)電子移動方向自發(fā)的氧化還原反應(yīng)得電子還原反應(yīng)Fe-2e-=Fe2+O2+4e-+2H2O=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2/FeFe/O2CFe2+OH-Fe(OH)3Fe2O3?nH2O宏觀現(xiàn)象原理維度裝置維度NaCl溶液導(dǎo)線陽離子陰離子任務(wù)一探究金屬腐蝕的原理吸氧腐蝕模型構(gòu)建任務(wù)一探究金屬腐蝕的原理文獻研究表明SO2、NO2會加重鋼的腐蝕，請結(jié)合原電池原理來分析原因。析氫腐蝕負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：2H++2e-

=H2↑總反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑1.結(jié)合圖像分析吸氧腐蝕與析氫腐蝕時溶液的pH。2.pH不同時，正極放電物質(zhì)不同的原因。交流討論：酸性條件下析氫腐蝕與吸氧腐蝕同時發(fā)生；pH在2.0~3.5時，主要發(fā)生析氫腐蝕，pH≥4.0時主要發(fā)生吸氧腐蝕。任務(wù)一探究金屬腐蝕的原理不同pH條件下體系壓強隨時間的變化情況水膜酸性較強，c(H+)較大氧化性H+>O2

析氫腐蝕2H++2e-

=H2↑水膜酸性較弱或呈中性，c(H+)較小氧化性H+<O2

吸氧腐蝕O2+2H2O+4e-=4OH-或O2+4H++4e-=2H2O濃度性質(zhì)反應(yīng)影響決定歸納總結(jié)負(fù)極材料離子導(dǎo)體正極材料電化學(xué)腐蝕中性或弱酸性環(huán)境

酸性環(huán)境e-e-/得電子還原反應(yīng)O2COH-/CH+H2/失電子氧化反應(yīng)FeFeFe2+/FeFeFe2+吸氧腐蝕析氫腐蝕原電池反應(yīng)負(fù)極：被腐蝕的金屬M-ne-=Mn+正極：不活潑金屬或雜質(zhì)離子導(dǎo)體：潮濕空氣或電解質(zhì)溶液概括提升模型完善1.含義：金屬或合金與周圍的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。2.本質(zhì)：金屬單質(zhì)失電子被氧化成陽離子。金屬的腐蝕輸送原油的鋼管在無水無氧的情況下被腐蝕而漏油任務(wù)一探究金屬腐蝕的原理化學(xué)腐蝕：金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2,Cl2,SO2等

)直接反應(yīng)而引起的腐蝕。經(jīng)濟據(jù)統(tǒng)計，我國每年因金屬腐蝕而造成的損失約占國民生產(chǎn)總值的3%~5%，遠遠超過各項大災(zāi)損失的總和。安全腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也常造成安全事故。如油管因裂縫而漏油，引起著火爆炸；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷等。腐蝕的危害【探究時間】3分鐘任務(wù)二探究金屬的防護方法【探究內(nèi)容】假如你們組是港珠澳大橋（主梁使用了約42萬噸的鋼鐵）的設(shè)計成員，從金屬腐蝕的本質(zhì)及原理出發(fā)，設(shè)計防腐方案?！咎骄恳蟆啃〗M為單位，積極發(fā)言，互相啟發(fā)，小組長負(fù)責(zé)整理記錄。【成果展示】小組代表分享成果任務(wù)二探究金屬的防護方法3、

電化學(xué)保護法1、改變金屬材料的組成，如不銹鋼2、在金屬表面覆蓋保護層，如電鍍、噴漆犧牲陽極法(原電池原理)外加電流法(電解池原理)海水比Fe活潑的電極海水惰性電極習(xí)近平總書記提出“藍色信念”要進一步關(guān)心海洋、認(rèn)識海洋、經(jīng)略海洋，推動我國的海洋強國建設(shè)不斷取得新成就。建設(shè)海洋強國是中國特色社會主義事業(yè)的重要組成部分。雙重防腐緩蝕劑新型防腐材料：緩蝕涂層揚波大海，走向深藍，期待將來的你們，發(fā)現(xiàn)更多的防腐材料和技術(shù)。任務(wù)三金屬腐蝕的應(yīng)用矛盾的對立統(tǒng)一規(guī)律揭示任何事物都具有兩面性哲學(xué)化腐朽為神奇金屬腐蝕化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能動力電池能量變化探究金屬腐蝕

的原理裝置要素與原理要素實驗探究與數(shù)據(jù)分析金屬的腐蝕電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕金屬的防護切斷原電池反應(yīng)給予金屬電子物質(zhì)變化腐蝕原理的應(yīng)用原理維度裝置維度電極反應(yīng)物電極產(chǎn)物微觀過程宏觀現(xiàn)象負(fù)極正極電子導(dǎo)體離子導(dǎo)體從生活中來到生活中去發(fā)現(xiàn)問題分析問題解決問題創(chuàng)造應(yīng)用課堂小結(jié)析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)正極C(+)總反應(yīng)進一步反應(yīng)聯(lián)系水膜呈酸性水膜酸性很弱或呈中性2H+2e=H2+_2Fe-4e=2Fe2+_Fe-2e=Fe2+_O2+2H2O+4e=4OH__2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe+2H=+Fe