2019-2020年高中化学 《金属的电化学腐蚀与防护》教案5 新人教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 金属的电化学腐蚀与防护教案5 新人教版选修4课本：化学与生活 选修 知识与技能：1、了解金属腐蚀的本质及分类，特别是电化学腐蚀的原理；2、明确金属防护的方法，解决一些生活问题。教学过程与方法：通过对生活中一些常见现象，激发兴趣，联系以前学过的知识，进而培养起分析并解决生活中实际问题的能力。情感态度与价值观：切实感受金属及合金在国家建设及社会生活中的重要作用，形成爱护资源，科学实用资源的正确思想。教学重点：了解金属腐蚀的本质及原理教学难点：了解金属腐蚀的本质及原理，生活中一些金属用品的防护课时安排：1课时教学过程：创设情境 （展示图片）大家在生活中经常会看到崭新的栏杆，外层保护层坏了之后很快就生锈了。买回来的自行车，用了一段时间漆层脱落的地方也出现生锈的迹象了，再用一段时间就锈迹斑斑。提问 金属为什么易被腐蚀呢？学生投影图4-4-3讲解 因为很多金属都是不纯的。就拿钢铁来说吧。钢铁不是纯铁，而是铁合金，因为在冶炼中不可能做到完全除去碳元素，另外适量的碳也可以提高钢铁的性能。栏杆、自行车表面镀层或漆层等保护层脱落后，一般都处在潮湿的空气中或者被雨水淋湿，在暴露出的钢铁表面上就回形成一层水膜，就组成了无数微小的原电池。板书 课题4 金属制品的防护一、自行车金属部件为什么易被腐蚀知识回顾 请大家回顾一下，构成原电池都需要哪些条件？学生 (1)有两个活泼性不同的金属（或金属与非金属）作电极(2)有电解质溶液（酸、碱、盐）(3)形成闭合回路讲解 这水膜中溶有二氧化碳等物质充当了电解质溶液的角色。铁与碳相比，铁较活泼，因此铁相当于微小原电池的负极，碳相当于微小原电池的正极。投影板书并讲解 （投影图4-4-4）负极：正极：总反应：讲授 氢氧化亚铁不稳定会被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，氢氧化铁又分解生成红色的三氧化二铁（即铁锈）。我们把金属在有电解质溶液存在情况下通过原电池反应发生的腐蚀叫电化学腐蚀。所以钢铁不仅在潮湿的空气中，还是直接与海水、雨水、河水等含电解质的溶液接触都会发生电化学腐蚀。板书 追根寻源 在酸雨比较严重的地区或H+浓度较高的潮湿环境中，钢铁有可能会发生另一种电化学腐蚀析氢腐蚀。负极：正极：做饭用的铁锅天长日久越用越薄，发生的化学变化为在高温条件下铁被空气中的氧气直接氧化。总结 除了发生电化学腐蚀外，金属与氧化性较强的物质直接接触也能被腐蚀。像这种金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程，称为化学腐蚀。提问 那大家观察一下刚才所学的腐蚀，是否能从中总结出金属腐蚀的本质是什么？学生 金属原子失去电子变成金属阳离子，在此过程中金属被氧化。板书金属腐蚀的本质 比较分析析 氢 腐 蚀吸 氧 腐 蚀条件水膜呈酸性CO2+H2O=H2CO3 =H+HCO3-水膜呈中性或酸性很弱电极反应负极Fe(- )正极C(+)总反应:FeFe2+2e-2H+2e-H2Fe+2H+=Fe2+H22Fe2Fe2+4e-O2+2H2O+4e-4OH-2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe(OH)3变Fe2O3 nH2O联系通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。板书 电化学腐蚀形成的条件是： 电化学腐蚀的特征是：过渡 如何防腐呢？交流研讨 1.铁锅用完后要刷洗干净并保持干燥。如果炒完菜之后不刷锅，残留的菜汤会对铁锅产生什么影响？2.哪些方法可以防止自行车金属部件的腐蚀？学生板书 二、自行车金属部件的防腐蚀投影 图4-4-7根据学生的回答进行归纳小结 在自行车出厂前在金属部件的表面加上防护层的方法，如给车架、挡泥板、车后座烤上一层漆，车把、车圈、车辐条进行电镀，将车座弹簧用一层“烤蓝”保护等。我们在平常使用时，也要注意对自行车的保养，比如给链条涂上机油，给轴承涂上凡士林，要防止自行车的磕磕碰碰，要保持自行车的干燥等。板书 金属的防腐措施：1.加保护层 搪瓷、塑料、镀金属、涂油、喷漆阅读 指导阅读“知识支持”电镀提问 即使车辐条的锌镀层部分破损，还可以为铁继续提供可靠的保护，为什么？学生 在潮湿的环境中，铁、锌和水膜可形成微小的原电池，锌活泼作为负极先被消耗。讲解 这就是牺牲阳极的阴极保护法。板书 2.牺牲阳极的阴极保护法交流研讨 在轮船水面以下的船体上常要焊上锌块或铝块。结合金属腐蚀的条件和轮船本身的材料及所处环境，分析这样做的原因。学生思考 连接照明电路时，不可把铜线和铝线拧在一起，这是为什么？学生阅读 指导阅读“拓展视野”过渡 在现代社会中，金属材料的用量越来越大，品种也 越来越多。可以毫不夸张地说，金属材料是现代物质文明的基础。不过，需要注意的是，金属材料一直在悄悄地经受着破坏腐蚀。全世界每年因腐蚀而损失的金属材料的数量相当多。因此，金属的防腐蚀问题一直是世界科技领域研究的重要内容。全世界每年因腐蚀而损失的金属材料超过1亿吨,经济损失高达数百亿元。提问 有没有不被腐蚀的自行车？学生板书 三、自行车中的合金材料讲解 这就是我们要介绍的第三种金属防护方法。那就是改变金属的内部结构（如生产合金钢）板书 合金：由金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。铁合金 铜合金 镁合金 铝合金 钛合金等投影 各种合金图片并讲解阅读 指导阅读表4-4-1课堂练习 1钢铁腐蚀发生得最普遍的是： （ ）A.化学腐蚀 B.析氢腐蚀 C.吸氧腐蚀 D. 摩擦损耗2埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是 ( )A在潮湿疏松的土壤中； B在含铁元素较多的酸性土壤中；C在干燥致密不透气的土壤中； D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤中3. 下列防腐措施中，属于电化学保护法的是 （ ）A.用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜B.在金属中加入一些铬或镍支撑金属或合金C.在轮船的船壳水线以下部分装上一锌锭 D.金属表面喷漆4. 下列事实不能用电化学理论解释的是 （ ）A.在轮船的船壳水线以下部分装有一定量的锌块B.镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用 C.铝片不用特殊方法保存 D.常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几乎不反应。答案：CCCCC总结利用电化学原理来破坏或减少发生腐蚀条件的方法，叫做电化学保护法。用比铁活泼的金属进行电镀保护铁不被腐蚀的电化学保护法叫做“牺牲阳极的阴极保护法”。将金属和一块不溶性辅助分别连接到电源的负极和正极上，接通直流电源，使电子流入金属的方法，叫外加电流的阴极保护法。作业 P108 1、3主板书课题4 金属制品的防护一、自行车金属部件为什么易被腐蚀负极：正极：总反应：金属腐蚀的本质 电化学腐蚀形成的条件是： 电化学腐蚀的特征是：二、自行车金属部件的防腐蚀金属的防腐措施：1. 加保护层 搪瓷、塑料、镀金属、涂油、喷漆2. 牺牲阳极的阴极保护法三、自行车中的合金材料合金：由金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。铁合金 铜合金 镁合金 铝合金 钛合金等作业 P108 1、3