一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助授课经验少的教师教学。所以你在写教案时要注意些什么呢?下面是由小编为大家整理的“4.4《金属的电化学腐蚀与防护》学案(新人教版选修4)”,欢迎您参考,希望对您有所助益!
化学:4.4《金属的电化学腐蚀与防护》学案(新人教版选修4)
一、金属的电化学腐蚀
1、金属的腐蚀是金属与周围的气体或者液体物质发生而引起损耗的现象。
一般可分为腐蚀和腐蚀。
化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如、、等)或非电解质液体
(如)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如:钢管被原油中的腐蚀,温度越高,化学腐蚀越。
电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时。会发生反应,的金属失去电子而被。如在潮湿的空气中生锈。
两种腐蚀往往发生,但腐蚀更普遍,速度更快,危害更严重。
2、化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点:
电化腐蚀化学腐蚀
条件不纯金属或合金与接触与直接接触
有无电流产生
本质较活泼的金属被氧化金属被氧化
3、电化学腐蚀(以钢铁为例)
(1)析氢腐蚀(酸性较强的溶液)
负极:
正极:
总方程式:
(2)吸氧腐蚀(中性或弱酸性溶液)
负极:
正极:
总方程式:
离子方程式:Fe2++2OH-=Fe(OH)2
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用:
铁锈的主要成分是,阻止钢铁继续腐蚀。(能、不能)
3、影响金属腐蚀快慢的因素
本性:(1)金属的活动性:金属越,越容易被腐蚀
(2)纯度:不纯的金属比纯金属跟腐蚀,如纯铁比钢腐蚀。(难、易)
电化学腐蚀:两电极活动性差别越大,氧化还原反应速率越,活泼金属被腐蚀得越快。
(3)氧化膜:如果金属被氧化形成致密的氧化膜,那么会保护内层金属,如、
如果金属被氧化形成疏松的氧化膜,那么不会保护内层金属,如
外因:介质:环境(腐蚀性气体,电解质溶液)
练习:1、如右图所示,铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中,铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是(填序号)。
2、下列各情况,Fe片被腐蚀由快到慢的是
二、金属的防护
1、金属的防护
覆盖保护膜(涂油漆,电镀,钝化等)
改变金属的内部结构(钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬)
电化学保护
牺牲阳极阴极保护法(较活泼金属作极,钢铁作极被保护)
外加电流阴极保护法(外加电流,使钢铁被迫成为极受保护)
练习:如图所示,试管中的铁钉如果在酸性溶液或在食盐溶液中的腐蚀的现
象有何不同?
高二化学下册《金属的电化学腐蚀和防护》知识点总结
金属的电化学腐蚀和防护
金属的电化学腐蚀
1金属腐蚀内容:
2金属腐蚀的本质:都是金属原子失去电子而被氧化的过程化学腐蚀
3
(1)电化腐蚀条件:不纯金属或合金与电解质溶液接触
现象:有微弱的电流产生
本质:较活泼的金属被氧化的过程
金属被氧化的过程
(2)化学腐蚀条件:金属与非电解质直接接触
现象:无电流产
本质:金属被氧化的过程
电化腐蚀与化学腐蚀的关系:化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生,但电化腐蚀更加普遍,危害更严重
4、电化学腐蚀的分类:
析氢腐蚀--腐蚀过程中不断有氢气放出
①条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体)
②电极反应:负极:Fe-2e-=Fe2+
正极:2H++2e-=H2↑
总式:Fe+2H+=Fe2++H2↑
吸氧腐蚀--反应过程吸收氧气
①条件:中性或弱酸性溶液
②电极反应:负极:2Fe-4e-=2Fe2+
正极:O2+4e-+2H2O=4OH-
总式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
离子方程式:Fe2++2OH-=Fe(OH)2
生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成Fe(OH)3,Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·xH2O(铁锈主要成分)
规律总结:金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:
电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下:
外接电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀
学校临清三中学科化学
第四章电化学基础
第四节金属的电化学腐蚀与防护
一、教材分析
《金属的电化学腐蚀与防护》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第四节,在学习了原电池原理及电解池原理的基础上展开,介绍了金属腐蚀造成的严重危害、电化学腐蚀的原理及防止金属腐蚀的几种方法,重点是掌握金属电化学腐蚀(析氢腐蚀和吸氧腐蚀)的本质(金属表面形成了微型原电池),同时指出,人们根据对金属电化学腐蚀本质的认识,发现了防护金属电化学腐蚀的方法,并具体地介绍了牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法,不但运用原电池原理(牺牲阳极的阴极保护法),也再次运用了电解原理(外加电流的阴极保护法),加深了学生对化学能与电能相互转化的认识。本节内容是本章理论知识的实际应用,有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
二、教学目标
1.知识目标:
(1)知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。
(2)能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。
(3)知道防护金属腐蚀的方法。
2.能力目标:
(1)学会设计控制单一变量进行对比实验以及对实验设计进行评价。
(2)从实验探究过程中提高对实验现象的观察能力和分析能力。
3.情感、态度和价值观目标:
(1)通过金属腐蚀与生产、生活实际相联系的内容,增强学生学习兴趣.
(2)通过课堂探究活动,发展学生的探究能力,学会与人合作与交流,共同研究,探讨科学问
题。
(3)通过化学实验(设计、验证和评价)这一科学研究方法,培养学生实事求是的科学精神,帮助学生树立正确的科学态度。
三、教学重点难点
重点:金属的电化学腐蚀及金属的电化学防护
难点:金属发生吸氧腐蚀的电化学原理
四、学情分析
学生对金属的腐蚀有一定的认识,包括它的产生和防治,生活中对金属腐蚀的危害也有所见闻,而对金属腐蚀及防腐的原理不太清楚,学生了解了铁的腐蚀是氧气和水共同作用的结果,并且学习了原电池原理,再此基础上学习比较容易接受。
五、教学方法
1.阅读讨论分析探究计算机辅助教学实验辅助教学
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习金属的电化学腐蚀内容。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3.教学环境的设计和布置:四人一组,实验室内教学。课前打开实验室门窗通风,课前准备好如下仪器装置和药品:铁粉碳粉具支试管导管红墨水醋酸NaCl溶液
七、课时安排:1课时
八、教学过程
[引入]在日常生活中,我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。如:铁器会生锈、铜器会长出铜绿。实际上金属的生锈,其主要原因与原电池的形成有关,下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。
[板书]第四节金属的电化学腐蚀与防护
[指导阅读]:引导学生阅读P84—85金属的电化学腐蚀内容,回答下列问题。
1、什么是金属腐蚀?其本质是什么?
2、金属腐蚀有哪些种类?化学腐蚀和哪些因素有关?
3、什么是电化学腐蚀?
[板书归纳]:
一、金属的电化学腐蚀
(一)、金属腐蚀:
1、定义:是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质:M–ne-→Mn+(氧化反应)
3、类型:化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应
(二)、化学腐蚀
1、定义:
2、影响因素:
(三)、电化学腐蚀:
1、定义:
[过渡]:钢铁及其制品通常为含碳的铁合金,若在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置,常易生锈变红,是什么原因?下面我们就来讨论钢铁在潮湿的空气中生锈的原因?
[实验探究]:P85将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡一下,放入下图具支试管中,观察导管中水柱变化,并思考引起变化的原因?吸氧腐蚀
2、类型:
⑴、吸氧腐蚀:中性或酸性很弱或碱性条件下易发生
负极:2Fe-4e-=2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
电池反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2进一步反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O
⑵、析氢腐蚀:当钢铁处于酸性环境中
负极:Fe-2e-=Fe2+
正极:2H++2e-=H2↑
电池反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑
⑶、析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀吸氧腐蚀
条件水膜呈水膜呈
电极
反应负极(Fe极)
正极(C极)
总反应
联系
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较:
[
电化腐蚀化学腐蚀
条件不纯金属或合金与接触与直接接触
有无电流有微弱电流产生无电流产生
本质较活泼的金属被氧化金属被氧化
联系两种腐蚀往往发生,但腐蚀更普遍,速度快,危害更重。
[典型例题]:例1、如图,水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:
⑴、若液面上升,则溶液呈性,
发生腐蚀,电极反应式为:负极:
正极:
⑵、若液面下降,则溶液呈性,发生腐蚀,
电极反应式为:负极:正极:
*例2、钢铁在锈蚀过程中,下列5种变化可能发生的是(C)
①、Fe由+2价转化为+3价②、O2被还原③、产生H2
④、Fe(OH)3失水形成Fe2O3H2O⑤、杂质碳被氧化除去
A.①②B.③④C.①②③④D.①②③④⑤
[提问]:请大家根据铁生锈的原因,我们可以采取哪些措施防止铁生锈?
二、金属的电化学防护
1、牺牲阳极的阴极保护法
原电池的负极(阳极)的金属被腐蚀
原电池的正极(阴极)的金属被保护
⑴、原理:
⑵、装置图:
[科学探究]:验证牺牲阳极的阴极保护法
原因:
2、外加电流阴极保护法:
⑴、原理:
⑵、装置图:
[过渡]:除此以外还有哪些防护方法?
[归纳小结]:
3、改变金属的内部结构(钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬)。
4、覆盖保护膜(涂油漆,电镀,钝化等)。
5、金属被保护的效果比较:
电解池的阴极保护(外加电流阴极保护法)原电池的正极(牺牲阳极的阴极保护法)一
般保护
[典型例题]:例3、为了防止钢铁锈蚀,下列防护方法中正确的是(CD)
A.在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B.在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨,一同浸入海水中
C.在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D.在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极
例4、下列事实不能用电化学理论解释的是(B)
A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B.铝片不用特殊方法保存
C.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量硫酸铜溶液后速率加快
D.镀锌的铁比镀锡的铁耐用
[解析]:A选项是通过构成Zn—Fe原电池,在船壳上加Zn块构成原电池负极,从而保护船体不被腐蚀。B选项是靠氧化膜保护铝。C选项Zn+Cu2+====Cu+Zn2+,生成的Cu与Zn在溶液中构成原电池加快反应的速率。D选项中Zn—Fe原电池Zn为负极,而Fe—Sn原电池中Fe为负极,故前者Zn被氧化保护了铁。答案:B
[问题探究]:探究一:镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀?为什么?
探究二:纯锌和粗锌哪个更易和酸反应?如向酸中再加硫酸铜又会什么现象?
三、影响金属腐蚀快慢比较
[典型例题]:例5、下列各情况,在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是52134
[结论]:1、原电池正极、电解池阴极受到保护
2、在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>防腐措施的腐蚀
九、板书设计
第四节金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀
(一)、金属腐蚀:
1、定义:是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质:M–ne-→Mn+(氧化反应)
3、类型:化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应
(二)、化学腐蚀
1、定义:
2、影响因素:
(三)、电化学腐蚀:
1、定义:
2、类型:
⑴、吸氧腐蚀:中性或酸性很弱或碱性条件下易发生
负极:2Fe-4e-=2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
电池反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2进一步反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O
⑵、析氢腐蚀:当钢铁处于酸性环境中
负极:Fe-2e-=Fe2+
正极:2H++2e-=H2↑
电池反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑
⑶、析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较:
二、金属的防护
1、牺牲阳极的阴极保护发
正极:要保护的金属负极:比要保护金属活泼的金属
2、外加电流的阴极保护法
阴极:被保护的金属阳极:惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源。
十、教学反思
金属的腐蚀及其防护是日常生活中非常普遍、非常常见的现象,也是急待解决的问题。所以本节课应在科学知识的综合性、应用性、实践性上入手,密切联系生活实际,挖掘原电池的原理和组成条件(即金属腐蚀的原理),以及金属的腐蚀防护的重要意义,使学生认识到化学知识与工农业生产、科学实验、日常生活有密切的联系,以激发学生学习化学的兴趣,更重要的是启发学生运用化学知识解决实际问题,从而培养学生的创新精神。
十一、学案设计(见下页)
高二化学下册《金属的电化学防护》知识点总结
金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
(1)、牺牲阳极的阴极保护法
原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化
应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备
负极:锌块被腐蚀;正极:钢铁设备被保护
(2)、外加电流的阴极保护法
原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀
应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。
2、改变金属结构:把金属制成防腐的合金
3、把金属与腐蚀性试剂隔开:电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等
(3)金属腐蚀的分类:
化学腐蚀---金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀
电化学腐蚀---不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
规律总结:金属腐蚀快慢的规律:在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:
电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀
防腐措施由好到坏的顺序如下:
外接电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀
文章来源:http://m.jab88.com/j/34595.html
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