2022年高中化学《第三章 第二节金属的腐蚀与防护》导学案新人教版选修1

2022年高中化学第三章 第二节 金属的腐蚀与防护导学案新人教版选修1【学习目标】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；【教材助读】1、金属的腐蚀是指_与_进行_而腐蚀损耗的过程，其本质是_。一般可以分为_和_，前者指的是_，后者指的是_，一般情况下，两种腐蚀同时存在，只是_比_要普遍得多。2、以不纯的钢铁为例分析钢铁的腐蚀情况：吸氧腐蚀的实质是铁在_的存在下被_氧化，这一腐蚀过程因吸收了 _而被称为吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀的条件是_，正极反应是_，负极反应是_。析氢腐蚀条件是_，正极反应是_，负极反应是_。3、影响金属腐蚀的因素包括_和_两个方面。就前者而言，金属越_，就越容易_；后者包括_和_等方面。 4、防止金属腐蚀的方法有_、_和_。课堂练习1、埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速度最慢的是 A在含铁元素较多的酸性土壤中 B在潮湿疏松透气的土壤中C在干燥致密不透气的土壤中 D在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中2、钢铁的锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是 Fe由+2价变为+3 O2被还原 H+被还原 有Fe2O3H2O形成 杂质碳被氧化除去A B C D3、关于原电池的下列说法中，正确的是 A在正极上发生氧化反应 B化学性质较活泼的金属为负极C在外电路上电子流出正极 D是由电能转化为化学能的装置4、把a、b、c、d4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上有大量气泡产生；则四种金属的活动性顺序由强到弱为： .(acdb)5、烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为Fe(OH)3失水的产物。表示Fe(OH)3生成的电极反应式、离子方程式和化学方程式分别为；（1）负极 ， 正极 ；（2） ；（3） 。（Fe-2e=Fe2+ ,2H2O+O2+4e=4OH-,） (Fe2+2OH-=Fe(OH)2；4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3) 6、有人设计以Pt和Zn为电极材料，埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内血液种含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。它的两极电极反应式分别为： 。（正极：Zn-2e=Zn2+ ,负极：2H2O+O2+4e=4OH-,）【课堂探究】学生活动1什么是金属腐蚀？金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。金属的化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。讲述温度对化学腐蚀的影响：科学探究不同条件下铁钉的锈蚀注意：光亮铁钉浸没在菜油之中；光亮铁钉半浸半露在菜油中；光亮铁钉完全浸没在食盐水中；光亮铁钉完全浸没在酸性溶液中或碱性溶液中。学生分别观察并写出报告以培养学生的观察与描述能力。教师不但要给学生出题目，还要发挥点拨作用，提出注意点：观察的一周中不要振荡试管，否则会破坏生锈的界面；把各人设置的具体条件和的状况详尽记录在案，以利分析和归纳，写出高质量的家庭探究报告。实验方案记录结论总结铁钉生锈的条件：铁钉含杂质、与电解质溶液接触。学生活动2绝大多数钢铁生锈是否是化学腐蚀？为什么？投影钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀：讲解 吸氧腐蚀与析氢腐蚀：发生条件、正负极反应、总反应。分类析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（弱酸）水膜酸性较弱或呈中性负极反应Fe 2e = Fe2+2Fe 4e = 2 Fe2+正极反应2H+ + 2e = H22H2O + O2 + 4e = 4OH-总反应Fe + 2H+ = Fe2+ + H22Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)24Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O次要主要学生活动3讨论自行车不同构件的防锈措施：讨论要想减少或避免电化学腐蚀，我们应该采取什么措施？对金属做必要的精炼，以减少其中能导电的不活泼杂质。对机器、仪表及时保养，减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿气体的接触。根据用途不同采取不同的方法使金属与造成发生的介质隔离，如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。选用适宜的金属或非金属制成耐腐蚀的合金，如炼制不锈钢、耐酸钢等。采用电化学防护方法，如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属锌。【当堂检测】1解释下列现象并写出有关原电池的电极反应：（1）马口铁（镀Sn铁皮）做的罐头，打开后为什么极易生锈？（2）自来水管（镀Zn铁管）和白铁皮做的提桶，为什么不易生锈？（3）轮船船壳的水线以下部分，为什么要装上一定数量Zn块？2桥梁上钢结构接头处须用铆钉连结，以下三种铆钉，选用何种为好？（1）铝铆钉 （2）铜铆钉 （3）钢铆钉3下列各烧杯中盛有海水，依次插入：（1）Fe片；（2）Cu、Fe导线相连；（3）Sn、Fe导线相连；（4）Zn、Fe导线相连；（5）Al、Fe导线相连；铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是：。【归纳总结】化学腐蚀与电化腐蚀的对比（1）本质：金属原子失电子而被氧化M ne = Mn+ (2) （3）相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。【问题拓展】学校（或社区、乡村）内的自行车防雨棚采用了钢架结构，但使用不久就会生锈。为了使它有比较长的使用寿命，需要采取防锈措施。请同学们思考：怎样应用有关金属锈蚀的知识来防止自行车棚的钢架锈蚀呢？我的假设车棚钢架锈蚀的主要原因是：-、-、-、-我的方案针对这些原因采取下列措施，可以防止车棚钢架锈蚀：1.-2.-3.-探究过程建议1.查阅有关钢铁锈蚀原因和防护方法的资料，在此基础上初步考虑可以采取的防锈措施，整理成参考材料并与同学进行交流和讨论。2.考察同类车棚的防锈方法及其效果，向有经验的人征求意见，在此基础上写成考察报告。3.设计几种方案，根据某些指标比较这些方案的优缺点，然后确定一个比较好的方案。主要步骤和方法方案1方案2方案3防锈材料成本估算施工人力成本估算有效防锈期估计综合评价优劣排序几点说明1.本课题是一项实践性很强的探究活动，要求学生单独或以小组形式进行实地考察，结合成本核算和效果分析获得可行的方案。2.如果没有适当的自行车棚，可选择类似的需要做防锈处理的农具棚、候车棚、露天铁架或者家用铁器等替代，并写出有关的研究报告。